题目内容

3.五一期间,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,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?摆长有关(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
实验次数1234
实验一摆长L=1m
摆角θ=7°
摆球质量m/g20304050
周期T/s2.002.002.012.00
实验二摆长L=1m
摆球质量m=40g
摆角θ/°5678
周期T/s2.002.012.002.00
实验三摆球质量m=40g
摆角θ=7°
摆长L/m0.360.490.640.81
周期T/s1.201.401.601.80
②测量相关实验数据,记录在表格中,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.

分析 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.一定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.

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;
②由实验一数据可知,当单摆的摆长和摆动角度相同时,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,单摆的周期与摆动角度θ大小无关;
由实验三数据可知,单摆的摆长越长,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;
故答案为:(1)摆长有关
(2)①C   ②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

点评 考查对于物理实验探究方法的掌握,我们学习物理,不仅仅是学习知识,更重要的是学习探究方法,这也是现在中考考查的一个侧重点,需要掌握.

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