Question

18．阅读短文，回答问题．
单摆
单摆是能够产生往复摆动的一种装置，将无重细杆或不可伸长的细柔绳一端悬于一定点，另一端固结一个重小球，就构成单摆．单摆是一种理想的物理模型，它由理想化的摆球和摆线组成．单摆需要满足以下条件：摆线由质量不计、不可伸缩的细线提供；摆球密度较大，而且球的半径比摆线的长度小得多，并且满足偏角小于10°．
如图是一个单摆模型，均匀小球中心到固定点的距离称为摆长，一般用L表示．把小球拉开一个小角度至A处，放开小球后，小球将沿着AOB的轨迹做往复运动，A、B两点为运动过程中的最高点．
我们把O点称之为平衡位置，该点的速度最大，假如小球从A到O点时开始计时，那么小球按照O-B-O-A-O轨迹回到O时停止计时，这段时间我们称之为单摆的周期．单摆的周期也可看作小球从A点出发到下一次回到A点时经历的时间．
小刚想探究单摆的周期与什么因素有关，他做了相关实验，实验数据如下：
实验中小刚先用质量为50g的小球做实验，然后换用100g的小球重做实验．

摆长L（cm）	30个周期T30（s）	1个周期T（s）	周期的平方T2（s2）	质量为100g的小球的T30（s）
93.76	58.35	1.945	3.7753	58.30
83.68	55.05	1.835	3.3709	55.08
73.46	51.55	1.718	2.9632	51.51
63.44	47.50	1.583	2.5075	47.56
53.71	44.70	1.490	2.2144	44.70

图2为周期的平方与摆长L的关系，图3是生活中的钟摆，其原理与单摆类似．
阅读全文，回答以下问题：
（1）图1中，从能量角度看，小球从A到O是重力势能转化为动能．
（2）从文中可看出，在误差允许范围内，可以判断与单摆周期一定无关的物理量是小球的质量．
（3）小刚在探究单摆周期的影响因素过程中，除了用到图1 所示的器材，还需要的一个器材是秒表；他先测30个周期，从而算出一个周期，这样做的好处是减少误差．
（4）夏天天气炎热，钟摆的摆杆容易因为热胀冷缩而变长，这样会导致时钟变慢（填“快”或“慢”）

Answer 1

分析 （1）影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体被举高的高度，能量转化的规律是减小的能量转化为增大的能量；
（2）根据单摆需要满足的条件进行解答，即摆线由质量不计、不可伸缩的细线提供；
（3）探究单摆周期的影响因素过程中需要秒表测出单摆的周期，单摆的一个周期较小不易测量，应采用测多个周期取平均值减小误差；
（4）分析表格数据得出单摆周期与摆长的关系，然后得出钟摆的摆杆容易因为热胀冷缩而变长时时钟变化快慢的变化．

解答 解：（1）小球从A到O的过程中，质量不变，高度减小，速度变大，则重力势能减少、总能增大，所以此过程是重力势能转化为动能；
（2）由题意可知，摆球的质量不计，则单摆周期与小球的质量一定无关；
（3）探究单摆周期的影响因素过程中，除了用到图1 所示的器材外，还需要秒表测出单摆的周期，单摆的一个周期较小不易测量，应测多个周期取平均值减小误差；
（4）由表格第一列和第三列数据可知，摆长越长，单摆的周期越大，所以钟摆的摆杆容易因为热胀冷缩而变长时，单摆周期变大，会导致时钟变慢．
故答案为：
（1）重力势；动；
（2）小球的质量；
（3）秒表；减少误差；
（4）慢．

点评 本题考查了探究单摆周期影响因素的实验，从题干和表格数据得出有用的信息是关键．