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单摆

单摆是能够产生往复摆动的一种装置,将无重细杆或不可伸长的细柔绳一端悬于一定点,另一端固结一个重小球,就构成单摆。单摆是一种理想的物理模型,它由理想化的摆球和摆线组成。单摆需要满足以下条件:摆线由质量不计、不可伸缩的细线提供;摆球密度较大,而且球的半径比摆线的长度小得多,并且满足偏角小于10°。

如图是一个单摆模型,均匀小球中心到固定点的距离称为摆长,一般用L表示。把小球拉开一个小角度至A处,放开小球后,小球将沿着AOB的轨迹做往复运动,A、B两点为运动过程中的最高点。

我们把O点称之为平衡位置,该点的速度最大,假如小球从A到O点时开始计时,那么小球按照O﹣B﹣O﹣A﹣O轨迹回到O时停止计时,这段时间我们称之为单摆的周期。单摆的周期也可看作小球从A点出发到下一次回到A点时经历的时间。

小刚想探究单摆的周期与什么因素有关,他做了相关实验,实验数据如下:

实验中小刚先用质量为50g的小球做实验,然后换用100g的小球重做实验。

如图为周期的平方与摆长L的关系,如图是生活中的钟摆,其原理与单摆类似。

阅读全文,回答以下问题:

(1)如图中,从能量角度看,小球从A到O是_____能转化为_____能。

(2)从文中可看出,在误差允许范围内,可以判断与单摆周期一定无关的物理量是_____。

(3)小刚在探究单摆周期的影响因素过程中,除了用到如图 所示的器材,还需要的一个器材是_____;他先测30个周期,从而算出一个周期,这样做的好处是_____。

(4)夏天天气炎热,钟摆的摆杆容易因为热胀冷缩而变长,这样会导致时钟变_____(填“快”或“慢”)

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