Question

14．在学习二胡演奏过程中，小明发现琴弦发出的声音音调高低受各种因素的影响，他决定对此进行研究，经过和同学们讨论提出了以下几种猜想：
猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关；
猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关；
猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关；
为了验证上述猜想是否正确，他们找到了如表所列9种规格的琴弦，因为音调高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验．

编号	材料	长度（cm）	横截面积（mm2）
A	铜	60	0.76
B	铜	60	0.89
C	铜	60	1.02
D	铜	80	0.76
E	铜	80	1.02
F	铜	100	0.76
G	钢	80	1.02
H	尼龙	80	1.02
I	尼龙	100	1.02

（1）为了验证猜想一，应选编号A、B、C的琴弦进行实验．
（2）为了验证猜想二，应选编号A、D、F的琴弦进行实验．
（3）表中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．
（4）随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调的高低，可能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：选取材料、长短、粗细相同的琴弦，调整它们的松紧程度不同．
（5）课本中所涉及的探究实验中，有些实验的研究方法与上述方法类似，这种方法叫控制变量法．

Answer 1

分析 （1）猜想琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积、琴弦的长短、琴弦的材料有关．
探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的横截面积的关系时，控制琴弦的长度和材料不变．
（2）探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的长短的关系时，控制横截面积和材料不变．
（3）琴弦发出声音的音调高低与琴弦的材料的关系时，控制横截面积和长度不变．
（4）猜想琴弦发出声音的音调高低，可能与松紧有关，控制琴弦的长度、横截面积、材料都不变．
（5）控制变量法是初中物理常用的研究方法．

解答 解：（1）为验证猜想一，可选择长度和材料都相同，而横截面积不同的琴弦A、B、C进行研究．
（2）为验证猜想二，应选择横截面积和材料都相同，而长度不同的琴弦A、D、F进行研究．
（3）如果验证猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关，应控制长度和横截面积相同，故表格应该填入与钢（或尼龙）的数据相同，即80、1.02（或100、1.02）．
（4）探究琴弦音调的高低还与琴弦的松紧程度有关，控制琴弦的长度、横截面积、材料都不变，改变两者的松紧，比较音调的高低．
（5）音调的高度与琴弦的材料、长度以及横截面积有关，当探究音调高度与其中一个因素的关系时，需控制其他因素不变，因此需要用控制变量法进行探究．
故答案为：（1）A、B、C；  （2）A、D、F；（3）80；（4）选取材料、长短、粗细相同的琴弦，调整它们的松紧程度不同．（5）控制变量法．

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，采用控制变量法．控制变量法在探究类似的物理问题时，经常用到，所以要会理解应用．