Question

8．某興趣小組計(jì)劃探究“鋁棒的發(fā)聲”．同學(xué)們使用一根表面光滑的實(shí)心鋁棒，一只手捏住鋁棒的中間部位，另一只手的拇指和食指粘少許松香粉，在鋁棒表面由手捏部位向外端摩擦，可以聽(tīng)見(jiàn)鋁棒發(fā)出聲音，而且發(fā)現(xiàn)在不同情況下鋁棒發(fā)聲的頻率是不同的，為了探究鋁棒發(fā)聲頻率的影響因素，該興趣小組找到不同規(guī)格的鋁棒、虛擬示波器等器材進(jìn)行探究．實(shí)驗(yàn)前同學(xué)們提出了以下猜想：
猜想A：鋁棒發(fā)聲的頻率可能和鋁棒的橫截面積有關(guān)
猜想B：鋁棒發(fā)聲的頻率可能和鋁棒的長(zhǎng)度有關(guān)
猜想C：鋁棒發(fā)聲的頻率可能和手捏鋁棒的部位有關(guān)
為了驗(yàn)證猜想A，同學(xué)們選擇4根鋁棒，每次均捏住鋁棒的中間部位，由手捏部位向外端摩擦，實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)記錄于下面的表格中，在2%的誤差允許范圍內(nèi)（頻率相差在70Hz以?xún)?nèi)）的測(cè)量值可以認(rèn)為是相等的．

實(shí)心鋁棒	鋁棒長(zhǎng)度L/×10-2m	橫截面積S/×10-5m2	頻率f/Hz
1	71	2.9	3500
2	78	2.9	3146
3	71	5.2	3530
4	78	11.7	3134

（1）分析表格中數(shù)據(jù)，可知鋁棒的發(fā)聲頻率與橫截面積是無(wú)關(guān)的．（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）
（2）為了驗(yàn)證猜想B，同學(xué)們選擇橫截面積均為2.9×10^-5m²的鋁棒，實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)記錄于下面的表格中，同學(xué)們從表中前兩列數(shù)據(jù)很難得出頻率f與長(zhǎng)度L之間的關(guān)系，他們利用圖象法處理數(shù)據(jù)，畫(huà)出了頻率f與長(zhǎng)度的倒數(shù)$\frac{1}{L}$的關(guān)系如圖所示，分析可知發(fā)生頻率f與鋁棒的長(zhǎng)度L的關(guān)系是反比例．

實(shí)心鋁棒	鋁棒長(zhǎng)度L/×10-2m	頻率f/Hz	鋁棒長(zhǎng)度倒數(shù)1/L（m-1）
1	50	5000	2
2	71	3500	1.4
3	78	3146	1.28
4	91	2700	1.1
5	105	2375	0.95

（3）同學(xué)們又通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了鋁棒發(fā)聲的頻率和手捏鋁棒部位的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有同學(xué)們將發(fā)聲的鋁棒一端插入水中，可以看到水花四濺現(xiàn)象，有同學(xué)用手迅速握住正在發(fā)聲的鋁棒，可以聽(tīng)見(jiàn)聲音很快衰減，原因是振幅減小，響度減�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表格中的長(zhǎng)度、橫截面積、和頻率的大小分析；
（2）根據(jù)圖象分析；
（3）聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的．

解答 解：（1）由表格中的信息可知，當(dāng)鋁棒長(zhǎng)度都為0.71m時(shí)，橫截面積不同，頻率為3500hHz和3530Hz，由于這兩個(gè)頻率在2%的誤差允許范圍內(nèi)（頻率相差在70Hz以?xún)?nèi)），故頻率是相同的，故結(jié)論為：鋁棒的發(fā)聲頻率與橫截面積是無(wú)關(guān)的；
（2）由圖象可知，頻率f與長(zhǎng)度的倒數(shù)$\frac{1}{L}$的關(guān)系是一條直線，即成正比，故發(fā)生頻率f與鋁棒的長(zhǎng)度L的關(guān)系是成反比；
（3）有同學(xué)們將發(fā)聲的鋁棒一端插入水中，鋁棒振動(dòng)，故可以看到水花四濺；有同學(xué)用手迅速握住正在發(fā)聲的鋁棒，可以聽(tīng)見(jiàn)聲音很快衰減，原因是鋁棒的振幅減小，響度減小．
故答案為：（1）無(wú)關(guān)；（2）反比例；（3）水花四濺；振幅減小，響度減小．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了控制變量法，掌握控制變量法的應(yīng)用是正確解題的必要條件．