题目内容

单摆在摆动过程中,伴随着动能和重力势能的不断转化,单摆的摆球每摆一个来回的时间是否相同,它可能与哪些因素有关?

答案:略
解析:

()提出问题

单摆每摆一个来回的时间可能与哪些因素有关?

()猜想与假设

猜想1:可能跟小球质量,m有关;

猜想2;可能跟绳子长度l有关;

猜想3:可能跟小球移开的距离s有关.

()设计实验

利用刻度尺、秒表、细线、小球采用控制变量进行实验如图所示.

(1)用同一个小球,改变三次摆线长,从离开中心线相同距离处释放小球,记下往返10次所用时间填入下表.

(2)换用不同的球,控制摆线长和离开中心线距离相同,记下球往返10次所用的时间填入下表.

(3)改变摆线长,让同一个球从离开中心线相同距离处释放,记下往返10次所用的时间填入下表.

()实验

按实验设计进行实验,为了时间测量的准确,可采用多次测量求平均值的方法,减小误差,将数据填入表格.

()分析与论证

1.由13两次实验对比分析我们可知:在小球质量和小球摆动处距中心线最大距离相同时,摆线越长,小球往返摆动1次所用时间越长.

2.由24两次实验看出,小球往返摆动1次所用时间不随小球质量改变而改变.

3.由45两次实验我们可看出,小球往返摆动1次所用时间不随小球摆动处距中心线最大距离的变化而变化.

()结论

小球往返摆动一次所用的时间与摆线长有关,与小球的质量和小球摆动处离开中心线的最大距离无关.


练习册系列答案
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(2011?贵阳)小豫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,来回摆动一交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、铁架台等器材.实验装置如图甲所示.
(1)实验器材中还应该有:
秒表
秒表

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)小豫完成了实验并将数据记入上表,分析数据可知:单摆来回摆动一次的时间只与
摆长
摆长
有关,该实验所用的科学探究方法是:
控制变量法
控制变量法

(3)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
小于
1.8s(选填:“大于”、“小于”或“等于”).
(4)不计空气阻力及线与铁钉的摩擦.摆球到达的A、B两点是否在同一水平线上?
(选填:“是”或“不是”).原因是:
根据条件可知,摆球在摆动过程中机械能守恒,A、B两点均为最高点,即重力势能相等,所以所处高度相同(或在同一水平线上)
根据条件可知,摆球在摆动过程中机械能守恒,A、B两点均为最高点,即重力势能相等,所以所处高度相同(或在同一水平线上)

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