Question

【題目】課堂上老師運(yùn)用單擺演示動(dòng)能與重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,小雨看到單擺小角度不停往復(fù)擺動(dòng).

（提出問(wèn)題）單擺小角度往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間與哪些因素有關(guān)呢?

（猜想與假設(shè)）

猜想一:可能與擺球的質(zhì)量有關(guān);

猜想二:可能與擺動(dòng)的幅度有關(guān)；

猜想三：可能與繩長(zhǎng)有關(guān)；

（制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）

為了驗(yàn)證猜想是否正確，他設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，用系有細(xì)線（線長(zhǎng)L可調(diào)）的小球制作了一個(gè)單擺進(jìn)行了如下探究（擺動(dòng)角度均較�。�：

（1）如圖甲所示，用細(xì)線系住一個(gè)小球，保持細(xì)線的長(zhǎng)度一定，使小球從A點(diǎn)由靜止釋放，改變OA（O固定懸點(diǎn)）的連線與豎直方向的夾角θ以改變小球擺動(dòng)的幅度，測(cè)出小球在AB間往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次所用的時(shí)間t與θ的關(guān)系如下表所示，由此可得出擺球小角度重慶復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間與擺動(dòng)的幅度______（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）。

θ/度	4	6	8	10
t/秒	2.0	2.0	2.0	2.0

（2）用細(xì)線系住一鐵球，改變細(xì)線的長(zhǎng)度，使小球以較小的幅度在豎直面內(nèi)CD之間擺動(dòng)，用頻閃相機(jī)（保持曝光時(shí)間間隔相等）拍攝小球由C運(yùn)動(dòng)至D的過(guò)程中的位置如圖乙、丙所示（除C位置外，其余細(xì)線未畫出），由此分析可知，單擺的擺長(zhǎng)L越長(zhǎng)，往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間越______（選填“長(zhǎng)”或“短”），由此可得出猜想_______是正確的。

（交流與應(yīng)用）

（3）由表中實(shí)驗(yàn)記錄可知，單擺來(lái)回?cái)[動(dòng)一次時(shí)間較短，直接測(cè)量擺動(dòng)一次的時(shí)間誤差較大，為減小誤差，應(yīng)_________。

（4）生活中若擺鐘走慢了，應(yīng)如何調(diào)整鐘擺的長(zhǎng)度？_________ 。

Answer 1

【答案】無(wú)關(guān) 長(zhǎng) 三 測(cè)擺動(dòng)20次的時(shí)間，再算一次的 調(diào)短一些

【解析】

（1）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在擺長(zhǎng)不變的情況下，OA(O固定懸點(diǎn))的連線與豎直方向的夾角θ不同，而AB間往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次所用的時(shí)間t相等，由此可知：擺球小角度重復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間與擺動(dòng)的幅度無(wú)關(guān)；

（2）由圖乙丙可以看出，擺長(zhǎng)越長(zhǎng)，小球往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間越長(zhǎng)，由此可見(jiàn)：在質(zhì)量與擺動(dòng)幅度相同時(shí)，往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間隨繩長(zhǎng)的增大而增大，這驗(yàn)證了猜想三是正確的。

（3）由表中實(shí)驗(yàn)記錄可知，單擺來(lái)回?cái)[動(dòng)一次時(shí)間較短，直接測(cè)量擺動(dòng)一次的時(shí)間誤差較大，為減小誤差，應(yīng)測(cè)量擺動(dòng)20次的時(shí)間，取平均值作為擺動(dòng)一次的時(shí)間；

（4）因擺長(zhǎng)越長(zhǎng)，小球往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間越長(zhǎng)，生活中若擺鐘走慢了，可減小擺長(zhǎng)。