Question

15．阅读短文并回答下列问题：
五一期间，小宇乘坐爸爸驾驶的小汽车外出游玩，发现车内吊着的一个装饰物在摆动如图甲所示，摆动很有节奏且来回摆动一次时间大致相同．他想：摆动一次所需的时间（周期）与什么因素有关？回到学校，他找来一些长短不一的细线和质量不同的小球，做成不同的单摆（如图乙所示）来探究．

（1）请猜想单摆摆动一次所需时间（周期）与哪些因素有关？与摆长有关（或：可能与摆的质量有关、可能与摆摆动的幅度有关）（猜出一种即可）
（2）在老师的指导下，小宇和其他同学合作完成了该实验．
①实验中，需要测量单摆长L、摆球质量m、摆角θ（θ小于10°）、摆动一次所需时间T．其中摆球质量m除了用天平直接测量外，还可用下列测量仪器中C（只填序号）进行间接测量．
A．温度计         B．密度计         C．测力计            D．气压计
②测量相关实验数据，记录如下：

实验次数			1	2	3	4
实验一	摆长L=1m 摆角θ=7°	摆球质量m/g	20	30	40	50
		周期T/s	2.00	2.00	2.01	2.00
实验二	摆长L=1m 摆球质量 m=40g	摆角θ/°	5	6	7	8
		周期T/s	2.00	2.01	2.00	2.00
实验三	摆球质量 m=40g 摆角θ=7°	摆长L/m	0.36	0.49	0.64	0.81
		周期T/s	1.20	1.40	1.60	1.80

分析上表中的数据，得出单摆的周期与质量、摆角、摆长的关系是：单摆摆动的周期与摆球的摆角、质量无关、与摆长有关，摆长越长，周期越大．（前两空选填“有关”或“无关”）；
（3）小宇采用的实验方法是：控制变量法．

Answer 1

分析 根据生活经验和已有知识，决定悬挂着的物体往返摆动的时间可能有：摆长、质量、摆动幅度．利用控制变量法分析，即研究任意一个因素和往返摆动时间的关系时，一定保证其它两个因素不变．
分析表中数据得出得出结论．

解答 解：（1）根据经验猜想单摆摆动一次所需时间（周期）可能与摆长有关（或：可能与摆的质量有关、可能与摆摆动的幅度有关）；
（2）①摆球质量m除了用天平直接测量外，还可用测力计测出其重量，再根据G=mg计算出摆的质量，故选C；
②由实验一数据可知，当单摆的摆长和摆动角度相同时，考虑到误差因素，单摆的周期与摆球的质量无关；
由实验二数据可知，当单摆的摆长和摆球质量相同时，考虑到误差因素，单摆的周期与摆动角度θ大小无关；
由实验三数据可知，当摆球的质量和摆角相同时，单摆的周期与摆长有关，摆长越长，周期就越长．
结论分析可知：单摆振动的周期与摆球质量、幅度无关，与摆长有关，且摆长越短，振动周期越短；
（3）实验中采用了控制变量法进行探究．
故答案为：（1）与摆长有关（或：可能与摆的质量有关、可能与摆摆动的幅度有关）；
（2）①C；②无关；有关；摆长；
（3）控制变量法．

点评 本题研究摆动一次所需的时间（周期）与什么因素有关，考查控制变量法的运用及分析数据归纳结论的能力．