题目内容
8．小芳在公园里看到一个小孩在荡秋千．她发现无论小孩的秋千摆荡得高还是低，来回摆动一次的时间好像并没有不同；当小孩离开后，秋千继续摆动的快慢似乎和有人时也相同．那么秋千来回摆动一次的时间会受什么因素影响呢？她做出了以下猜想：A．可能与秋千摆动的幅度有关；B．可能与秋千和人的质量有关；C．可能与秋千吊绳的长度有关．她决定用单摆来模拟秋千，探究单摆来回摆动一次的时间与什么因素有关，于是她准备了不同质量的小铁球、细线、刻度尺、停表、铁架台等器材．实验装置如图甲所示．
| 实验 次数 | 摆幅 （m） | 小球质量 （kg） | 摆长 （m） | 时间 （s） |
| 1 | 0.1 | 0.03 | 0.8 | 1.8 |
| 2[ | 0.1 | 0.04 | 0.8 | 1.8 |
| 3 | 0.2 | 0.04 | 0.8 | 1.8 |
| 4 | 0.2 | 0.04 | 1 | 2.0 |
（2）接着，小芳在摆线悬挂点O的正下方固定一铁钉P，将摆球从A点释放，摆线碰到铁钉后摆球仍能继续摆动，到达B点后再摆回，如此往复，如图乙所示．若摆长为0.8m，则单摆在A、B两点间来回摆动一次所需时间应小于l.8s（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）不计空气阻力及各处的摩擦．摆球到达的A、B两点是否在同一水平线上？答：是（选填“是”或“不是”），因为摆的重力势能相同．
（4）生活中若如图丙所示的摆钟走慢了，校准时应将摆长变短（选填“增大”或“减小”）钟摆的长度．
分析 决定秋千往返摆动的时间可能有：摆长、质量、摆动幅度．一定利用控制变量法分析，即研究任意一个因素和往返摆动时间的关系时，一定保证其它两个因素不变．
解答 解：（1）分析实验数据可知：往返摆动的时间在摆动幅度、质量变化时，摆长不变，摆动的时间不变；只有在摆长改变了，往返摆动的时间才改变；所以可得结论：往返摆动的时间与摆长有关，与小球质量和摆动幅度无关．
（2）由表格数据可以得出，单摆在A、B两点间来回摆动一次所需时间与摆幅无关，与摆长有关，摆长短了，会小于1.8s．
（3）根据能量守恒定律，摆球在摆动过程中机械能守恒，A、B两点均为最高点，即重力势重力势能相等，所以所处高度相同．故摆球到达的A、B两点是在同一水平线上．
（4）由实验可知，单摆摆长越长，单摆的周期越大，摆钟变慢了，说明摆钟的周期变大了，摆长太长，为了校准摆钟，可以将摆长变短．
故答案为：（1）摆长；（2）小于；（3）是；重力势能相同；（4）将摆长变短．
点评 往返摆动的时间受摆长的影响，钟摆越长，往返摆动的时间越长．
练习册系列答案
相关题目
王刚和王刚想测量单摆的周期，实验时王刚采用一根绳子悬挂摆锤（如图甲），王刚采用两根绳子悬挂摆锤（如图乙）．
课外兴趣小组的小雪同学对“家庭电路中，离进户线距离不同的用电器两端电压是否相同”进行探究．
3．
育才中学科技小组按照教材的要求安装了一台直流电动机模型，他们想测量该直流电动机将电能转化为机械能的效率，为此他们想出了如下办法：按图示装置用电动机通过轻绳提升一重物，通过测量，计算出电动机消耗的电能E总和输出机械能E机，用η=$\frac{{E{\;}_机}}{{E_总^{\;}}}$×100%来计算电动机的效率．实验步骤如下：
A、用天平测出重物的质量m=100g．
B、闭合开关S后，重物在电动机的牵引下从静止开始上升，用电压表和电流表测量电动机两端电压U和流过电动机的电流I，并测量出从闭合开关S起到断开开关S的时间t表示电流做功的时间，并将数据记录在列表格1中．
表1
C、在重物右侧固定一竖直放置的刻度尺，从闭合开关S起到断开开关S过程中，每隔1s，记录重物的位置，并将数据记录在如表格2中：
表2
根据上述实验步骤，回答以下问题：
（1）10s内重物运动的平均速度是0.08m/s．（注意单位）
（2）在计算电动机输出的机械能时出现了两种设计方案：
方案1：电动机输出的机械能转移到重物上，是通过轻绳的拉力做功实现的，因此，电动机输出的机械能等于轻绳拉力所做的功．又因为轻绳对重物的拉力F等于重物的重力mg，用h表示重物在t时间内从静止开始上升的高度，则E机=W=Fh=mgh．
方案2：电动机输出的机械能转移到重物上，增加了重物的机械能（动能和势能），通过查阅资料知，当物体运动的速度为v时动能为Ek=$\frac{1}{2}$mv2，当物体上升的高度为h时，增加的重力势能为mgh，可计算出E机=E重物=$\frac{1}{2}$mv2+mgh．
上述两种方案中，其中某一方案有一明显的错误，请指出有错误的方案，并指明错误．
错误方案是：方案1（填写序号），错误是：前六秒内物体所受拉力大于物体的重力．
（3）利用你所选择的正确方案计算出电动机将电能转化为机械能的效率η．要求写出计算过程．（计算中取g=10N/kg）
（4）完成了上述探究活动后，他们想对“影响电动机效率的因素”进行探究，他们提出如下猜想：猜想①：可能跟电动机工作时间有关；
猜想②：可能跟所提升重物的质量有关．
关于“影响电动机效率的因素”，你还能提出什么猜想？（只要写一条）
猜想③：可能跟电动机工作电压（电流）有关．
请你在上述三个猜想中任选一个猜想，简要写出你的探究方案．
育才中学科技小组按照教材的要求安装了一台直流电动机模型，他们想测量该直流电动机将电能转化为机械能的效率，为此他们想出了如下办法：按图示装置用电动机通过轻绳提升一重物，通过测量，计算出电动机消耗的电能E总和输出机械能E机，用η=$\frac{{E{\;}_机}}{{E_总^{\;}}}$×100%来计算电动机的效率．实验步骤如下：A、用天平测出重物的质量m=100g．
B、闭合开关S后，重物在电动机的牵引下从静止开始上升，用电压表和电流表测量电动机两端电压U和流过电动机的电流I，并测量出从闭合开关S起到断开开关S的时间t表示电流做功的时间，并将数据记录在列表格1中．
表1
| 电压U/V | 电流I/A | 时间t/s |
| 2.0 | 0.05 | 10 |
表2
| 时间t/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 位置/cm | 0 | 2.0 | 6.5 | 13.0 | 21.5 | 30.5 | 40.0 | 50.0 | 60.0 | 70.0 | 80.0 |
（1）10s内重物运动的平均速度是0.08m/s．（注意单位）
（2）在计算电动机输出的机械能时出现了两种设计方案：
方案1：电动机输出的机械能转移到重物上，是通过轻绳的拉力做功实现的，因此，电动机输出的机械能等于轻绳拉力所做的功．又因为轻绳对重物的拉力F等于重物的重力mg，用h表示重物在t时间内从静止开始上升的高度，则E机=W=Fh=mgh．
方案2：电动机输出的机械能转移到重物上，增加了重物的机械能（动能和势能），通过查阅资料知，当物体运动的速度为v时动能为Ek=$\frac{1}{2}$mv2，当物体上升的高度为h时，增加的重力势能为mgh，可计算出E机=E重物=$\frac{1}{2}$mv2+mgh．
上述两种方案中，其中某一方案有一明显的错误，请指出有错误的方案，并指明错误．
错误方案是：方案1（填写序号），错误是：前六秒内物体所受拉力大于物体的重力．
（3）利用你所选择的正确方案计算出电动机将电能转化为机械能的效率η．要求写出计算过程．（计算中取g=10N/kg）
（4）完成了上述探究活动后，他们想对“影响电动机效率的因素”进行探究，他们提出如下猜想：猜想①：可能跟电动机工作时间有关；
猜想②：可能跟所提升重物的质量有关．
关于“影响电动机效率的因素”，你还能提出什么猜想？（只要写一条）
猜想③：可能跟电动机工作电压（电流）有关．
请你在上述三个猜想中任选一个猜想，简要写出你的探究方案．
13．设计实验：
（1）请你设计实验证明“在通电螺线管中插入铁芯可以增强原来的磁场”．
（2）请完成下列探究实验的设计方案：
（1）请你设计实验证明“在通电螺线管中插入铁芯可以增强原来的磁场”．
（2）请完成下列探究实验的设计方案：
| 课题 | 探究斜面的省力规律 |
| 器材 | 长度分别为20cm、30cm、40cm的长木板、垫块、弹簧测力计、重物 |
| 实验 步骤 | |
| 实验数据表格 |
20．物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动，为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，小明做如下猜想：
猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关；
猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关；
猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关．
为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：
（1）为了验证猜想一，应比较序号1、3，结论是：物体下落时间与材料无关；
（2）实验中，他们选用铁球而不选用相同质量的棉花进行实验，这样做的目的是C．
A．便于实验操作 B．便于观察
C．相对空气阻力小，使运动更接近于自由落体运动，更具科学性
（3）根据表中的数据分析，若宇航员在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放，它们将A．
A．同时落地
B．铁片先落地，羽毛后落地
C．羽毛先落地，铁片后落地．
猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关；
猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关；
猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关．
为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：
| 实验序号 | 材料 | 物体质量（kg） | 下落高度（m） | 下落时间（s） |
| 1 | 铁球 | 1 | 20 | 1.96 |
| 2 | 铁球 | 1 | 30 | 2.47 |
| 3 | 铅球 | 1 | 20 | 1.96 |
| 4 | 铅球 | 2 | 20 | 1.96 |
（2）实验中，他们选用铁球而不选用相同质量的棉花进行实验，这样做的目的是C．
A．便于实验操作 B．便于观察
C．相对空气阻力小，使运动更接近于自由落体运动，更具科学性
（3）根据表中的数据分析，若宇航员在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放，它们将A．
A．同时落地
B．铁片先落地，羽毛后落地
C．羽毛先落地，铁片后落地．
