Question

19．在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他对此进行了研究．经过和同学们讨论，他提出了以下猜想：
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，他找到了下表所列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	100	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）小华选用了H、I两根琴弦，是为了研究音调的高低与琴弦长短的关系；同组的小惠选用A、D、F三根琴弦来进行实验，你认为能研究音调与该因素的关系吗？能（能/不能）．
（2）小惠想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦横截面积的关系，应选A、B、C（填写编号）的琴弦．
（3）小华认为：如果想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦的材料的关系，还要添加一根铜琴弦J，请写出它的长度为80cm和横截面积1.02mm²．
（4）在评估交流中，同学们一致认为采用三根（两根/三根） 琴弦实验较合理．理由：实验次数较多，得出的结论具有普遍性．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）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．
（3）验证音调的高低与琴弦的材料的关系，选择的这根铜琴弦J的长度和横截面积应与DJH的长度、横截面积相同．
（4）为了寻找普遍规律，应采用三根琴弦实验．

解答 解：（1）因小华选用了H、I两根琴弦，由表中提供的信息可知，选择的是横截面积和材料都相同，而长度不同的琴弦，所以研究音调的高低与琴弦长短的关系；
同组的小惠选用A、D、F三根琴弦，由表中提供的信息可知，选择的是横截面积和材料都相同，而长度不同的琴弦，所以能研究音调的高低与琴弦长短的关系；
（2）为验证音调的高低与琴弦横截面积的关系，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．
（3）因为是验证音调的高低与琴弦的材料的关系，所以要求三根琴弦长度相同、横截面积相同，由表中提供的信息可知，DJH符合条件，所以添加这根铜琴弦J，它的长度也为80cm和横截面积为1.02mm²．
（4）一次实验，带有很大的偶然性，实验次数较多得出的结论具有普遍性，因此为了寻找普遍规律，应采用三根琴弦实验．
故答案为：（1）琴弦长短；能；（2）A、B、C；（3）80；1.02；（4）三根；实验次数较多，得出的结论具有普遍性．

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，控制其他因素不变，这种方法是控制变量法，在物理探究实验中经常用到，一定要掌握．