Question

一组同学用DIS研究“弹簧振子的振动周期和哪些因素有关”的探究过程如下：

A．有同学认为：弹簧振子的质量越大，惯性越大，周期也应该越大．也有同学认为周期跟劲度系数有关。

B．设计实验：装置如图甲。准备选用的器材有：力传感器、质量为m0的钩码若干个，劲度系数为K的轻质弹簧若干个（已知n个劲度系数为的弹簧串联后的劲度系数为）

C．实验过程如下： 用力将钩码向下拉一段距离后放手，钩码上下振动，力传感器上显示出力随时间的变化关系（如图乙），改变钩码的个数或用几个弹簧串联后反复实验，得到表一、表二的数据：

D．同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充完善。问：

（1）上述科学探究活动中，属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是：      、     。
（2）用力传感器观测力随时间的变化关系，其目的是：              。
（3）周期T与弹簧振子质量的关系是：                        。
周期T与弹簧劲度系数的关系是：                           。
（4）如果，则周期表达式。

Answer 1

（1）B、C
（2）确定振动的周期
（3）；
（4）

此题涉及力学实验测定弹簧振子的振动周期和哪些因素有关。在探究活动中，A是在猜想假设，B在制定计划，C是获得数据，搜集证据，D为数据处理。所以选BC。用力传感器观测力随时间的变化关系，为了获得确定振动的周期，从而推测周期与哪些因素有关。。有表格数据可以看出规律，周期的平方与振子质量成正比，周期的平方与弹簧劲度系数成反比。可以假设带入数据解得a=6.28，所以周期表达式为。本题考查了实验设计操作实验数据处理，有一定难度。