10.在学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出的声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行研究。经过和同学们讨论,小华提出了以下猜想:
猜想一:琴弦发出的声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关。
猜想二:琴弦发出的声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关。
猜想三:琴弦发出的声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关。
为了验证上述猜想是否正确,小华找到了下表所列九种规格的琴弦。因为音调的高低取决于声源振动的频率,于是小华借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
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编号 |
材料 |
长度(cm) |
横截面积(m2) |
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A |
铜 |
60 |
0.76 |
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B |
铜 |
60 |
0.89 |
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C |
铜 |
60 |
1.02 |
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D |
铜 |
80 |
0.76 |
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E |
铜 |
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F |
铜 |
100 |
0.76 |
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G |
铜 |
80 |
1.02 |
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H |
尼龙 |
80 |
1.02 |
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I |
尼龙 |
100 |
1.02 |
(1)为了验证猜想一,应选用编号为_________、_________、_________的琴弦进行实验。为了验证猜想二,应选用编号为_________、_________、_________的琴弦进行实验。表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容。请在表中填上所缺数据。
(2)随着实验的进行,小华又觉得琴弦音调的高低可能还与琴弦的松紧程度有关,为了验证这一猜想,必须进行的操作是___________________________。
思路解析:研究物理问题时,我们经常采用控制变量法。若研究猜想一,就要控制琴弦的长短和材料一定,应选用编号为A、B、C的琴弦进行实验。若研究猜想二,应控制琴弦的横截面积和材料相同,而长短不同,应选用编号为A、D、F的琴弦进行实验。要验证猜想三,必须控制琴弦的横截面积和长度相同,而材料不同,这就必须使铜弦的长度为80 cm,横截面积为1.02 mm2,这样E、G、H即可验证猜想三。若验证音调的高低与琴弦松紧程度是否有关,就要选用同一根琴弦,在弦张紧程度不同时,测出其频率大小。
答案:(1)A B C A D F 80 1.02
(2)选取一根琴弦,用一定力拉紧琴弦,拨动琴弦,测出此时振动的频率,改用不同的力拉紧琴弦,分别测出相应的振动频率,进行分析比较____________________________________。