题目内容

弦乐器小提琴是由两端固定的琴弦产生振动而发音的，如图甲所示。为了研究同一根琴弦振动频率与哪些因素有关，可利用图乙所示的实验装置，一块厚木板上有AB两个楔支撑着琴弦，其中A楔固定，B楔可沿木板移动来改变琴弦振动部分的长度，将琴弦的末端固定在木板O点，另一端通过滑轮接上砝码以提供一定拉力，轻轻拨动琴弦，在AB间产生振动。

（1）先保持拉力为150N不变，改变AB的距离L（即改变琴弦长度），测出不同长度时琴弦振动的频率，记录结果如表1所示．
表1
长度大小L /m
1.00
0.85
0.70
0.55
0.40
振动频率f /Hz
150
176
214
273
375
从表1数据可判断在拉力不变时，琴弦振动的频率f与弦长L的关系为_________。
（2）保持琴弦长度为0.80m不变，改变拉力，测出不同拉力时琴弦振动的频率，记录结果如表2所示。
表2
拉力大小F /N
360
300
240
180
120
振动频率f /Hz
290
265
237
205
168
从表2数据可判断在琴弦长度不变时，琴弦振动的频率f与拉力F的关系为__________。
（3）如果在相同的环境中研究不同种类的小提琴琴弦，除了长度L和拉力F以外，你认为还有哪些因素会影响琴弦振动的频率?
试列举可能的两个因素：________________________________________。
（1）频率f与弦长L成反比
（2）频率f与拉力F的平方根成正比
（3）在上述相同的环境中，影响弦振动频率还可能与弦本身的结构有关，如弦的半径（即直径、粗细等）或弦的材料（即密度、单位长度的质量等）。

试题分析：（1）通过表格数据可以看出弦越长，频率越低，我们可以看两者之间是否存在反比关系，即F=fL；
（2）保持琴弦长度为0.80m不变，改变拉力，测出不同拉力时琴弦振动的频率，我们现在表格中写出对应的拉力大小平方根的数据，可以作出图象，如果图形是过原点的直线，那么可以说明f与成正比，即得频率f与拉力F的平方根成正比．
（3）据实际情况可知，不同种类的小提琴琴弦，除了长度L和拉力F 以外，还与琴弦材料的种类、琴弦的粗细等因素有关．
点评：一个物理量受多个因素影响时，探究其中一个因素和物理量的关系时，控制其他因素不变，这种方法是控制变量法，在物理探究实验中经常用到，一定要掌握．从数据中分析两个量之间的关系时，是本题的一个难点．
练习册系列答案
相关题目
关于“验证机械能守恒定律”的实验，下列叙述中正确的是         
A．必须用天平测出重物的质量B．必须采用直流低压电源
C．必须先接通电源，后释放纸带D．必须用停表测出重物下落的时间
I .做“练习使用打点计时器”的实验时，交流电的周期为T。上图是某次实验的纸带，舍去前面比较密集的点，从0点开始，依次的计数点标以1、2、3…。1、2计数点与0计数点之间的距离依次为x1、x2 ，则物体通过1计数点的速度v1＝_________，运动的加速度为________ 2、3两计数点之间的距离为_________.（用T、x1、x2 表示）

II．关于力学中的有关实验，以下说法，正确的是（   ）
A.在研究匀变速直线运动的实验中，小车应从远离打点计时器释放；
B.在验证力的平行四边形定则的实验中，不需要使两个细绳间的夹角尽量大；
C.在研究平抛运动的规律实验中，斜槽轨道必须是光滑的；
D.在验证牛顿第二定律的实验中，要保证钩码的质量要远大于小车的质量
III. 如图所示，某学习小组在做探究合力的功和物体速度变化关系的实验，

（1）图中的实验器材，器材①名称是：_________;器材②的名称是：____  
⑵．以下关于该实验的说法中，正确的（ ）（ 答案不止一个 ）
A．必须选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致
B．小车在运动中会受到阻力，可以使木板适当倾斜，以平衡阻力
C．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
D．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
E. 如果忘记平衡摩擦力，纸带上的点是两头疏，中间密
F. 利用纸带上的第一个点到最后一个点的平均速度表示小车获得的速度
G.处理数据时，应该作出功与速度的图像，观察它是否为一条抛物线三 分析与计算（9x4=36分，必须写出解题过程，只写最后结果不得分）
在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，
(1)下列器材中不必要的是            
A．重物　   B．纸带
C．天平    D．电源
(2)如图所示为实验得到的一条点迹清晰的纸带，把第一个点记做O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.78cm、70.00cm、77.58cm、85.52cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到B点，重力势能的减少量等于________J，动能的增加量等于________J．(已知所用重物的质量为1.00kg，当地重力加速度g＝9.80m/s2，取3位有效数字．)
在验证机械能守恒定律实验中有如图11所示装置和打出的一条纸带：

⑴在此实验中，现提供以下器材：电火花打点计时器、低压交流电源、导线若干、纸带、带夹子的重物、天平、铁架台，其中一定用不到的器材是         。
⑵实验过程操作无误，结果仍然为△Ep     △Ek（填“等于”、“略大于”或“略小于”）。此实验的主要误差来源于          。
⑶若以重锤下落的高度和当地重力加速度的乘积gh为横坐标，以为纵坐标，根据纸带上的一系列点算出相关各点的速度v，量出对应下落距离h，则在下列图象中能正确反映重锤下落过程物理关系的是 （      ）
小球A由斜槽滚下，从桌边水平抛出，当它恰好离开桌边缘时小球B从同样高度处自由下落，频闪照相仪拍到了B球下落过程的四个位置和A球的第3、4个位置，如题图所示，背景的方格纸每小格的边长为2.5cm．取g=10m／s2．

①请在答题卡图中标出A球的第2个位置；
②频闪照相仪的闪光周期为___________s；
③A球离开桌边时的速度大小为__________m/s．
某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验.

①测摆长时测量结果如图1所示（单摆的另一端与刻度尺的零刻线对齐），摆长为__  __cm；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图2所示，秒表读数为__  ___s.
②他测得的g值偏小，可能的原因是（     ）
A．测摆线长时摆线拉得过紧
B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了
C．开始计时时，秒表提前按下
D．实验中误将49次全振动数为50次
随着航天技术的发展，许多实验可以搬到太空中进行。飞船绕地球做匀速圆周运动时，无法用天平称量物体的质量。假设某宇航员在这种环境下设计了如图所示装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，设飞船中具有基本测量工具。

(1)物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是_____________________；
(2)实验时需要测量的物理量是弹簧秤示数F、_______________和________________；（写出描述物理量的文字和符号）
(3)待测物体质量的表达式为________________。
某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为101.00cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5s。则
（1）他测得的重力加速度g=________m/s2。（保留三位有效数字）
（2）他测得的g值偏小，可能的原因是             
A．测摆线长时摆线拉得过紧
B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C．开始计时时，秒表过迟按下
D．实验中误将49次全振动数为50次
（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出一组对应的L与T的数据，再以L为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率k。则重力加速度表达式g=________。(用k表示)

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