Question

如图所示，小玲、小红和小丽在操场上玩荡秋千，小丽把小玲、小红分别轻推了一下，细心的小丽发现，她俩往返摆动一次的时间几乎一样．那么，秋千往返摆动一次的时间与哪些因素有关呢？三个人对此问题进行研究，提出了以下猜想：

猜想1：秋千往返摆动一次所用的时间可能与人的质量m有关．

猜想2：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千的绳长L有关．

猜想3：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千摆动时离开中心线的最大距离s有关．

Answer 1

答案：
解析：

(一)实验器材：刻度尺、秒表、细线、小球，组成如图所示的装置． 　　(二)实验步骤：分三步做实验：(1)取质量不同的两个小球，控制小球摆线长度L和小球离开中心线的距离s相同，分别测出两小球往返摆动10次所用时间，算出小球往返一次所用时间；(2)用同一个小球，让小球离开中心线的距离s相同，改变小球摆线长度，分别测出两小球往返摆动10次所用时间，算出小球往返一次所用时间；(3)用同一个小球，控制小球摆线长度相同，让小球离开中心线的距离s不同，分别测出两小球往返摆动10次所用时间，算出小球往返一次所用时间． 　　(三)分析实验数据，得出结论． 　　探究结论：小球往返摆动一次所用的时间与小球摆动距中心线最大距离L(摆长)有关；与小球质量m和小球离开中心线的距离s无关． 　　从生活实际中发现问题，并进行思考和讨论，提炼成可操作性实验模型，然后具体进行设计并探究，这是研究物理现象常用的方法． 　　本探究活动中根据提出的猜想，秋千往返一次所用时间可能与人的质量、秋千的绳长、秋千摆动时离开中心线的最大距离等三个因素有关，因而要采用控制变量的方法去设计实验．验证哪一个猜想的正确与否，就必须控制其他两个因素相同，改变其中的一个因素，看秋千往返一次所用的时间如何变化．这种方法是物理学中常用的“控制变量法”． 　　实验时，为了能较准确测出小球往返一次所用的时间，采用测小球往返摆动10次所用总的时间，用总时间除以摆动次数算出小球往返一次所用时间的方法．这样也是采用求平均值法来减小测量时间产生的误差．