Question

11．在學(xué)習(xí)吉他演奏的過程中，小華發(fā)現(xiàn)琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低是受各種因素影響的，他決定對此進行研究，經(jīng)過和同學(xué)們的討論，提出了如下猜想：
猜想一：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的橫截面積有關(guān)；
猜想二：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的長短有關(guān)；
猜想三：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的材料有關(guān)．
為了驗證上述猜想是否正確，他們找到了下表所列的9種規(guī)格的琴弦，因為音調(diào)高低取決于聲源振動的頻率，于是借來一個能夠測量振動頻率的儀器進行實驗．

編號	材料	長度/cm	橫截面積/mm2
A	銅	60	0.76
B	銅	60	0.89
C	銅	60	1.02
D	銅	80	0.76
E	銅	①	②
F	銅	100	0.76
G	鋼	80	1.02
H	尼龍	80	1.02
I	尼龍	100	1.02

（1）選用編號為A、B、C的琴弦進行實驗，可以探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低與琴弦的橫截面積有關(guān)，為了驗證猜想二，應(yīng)選用編號為A、D、F的琴弦進行實驗．
（2）表中有的材料規(guī)格還沒有填全，為了驗證猜想三、必須知道該項內(nèi)容．請在表中①、②位置填上合適的數(shù)據(jù)．①80②1.02．
（3）探究過程中，通常采用下列一些步驟：①分析與歸納；②實驗探究；③提出問題（成猜想）；④得出結(jié)論．小蘭要完成探究的全過程，所采取步驟的合理順序應(yīng)該是③②①④（填寫數(shù)字代號）．
（4）實驗中所涉及到的物理研究方法是控制變量．

Answer 1

分析 （1）控制變量法：在弦的松緊一定時，琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低可能還跟弦的長度、橫截面積、材料有關(guān)．探究音調(diào)跟琴弦的橫截面積的關(guān)系時，控制琴弦的長短和材料不變；探究音調(diào)跟琴弦的長短的關(guān)系，控制琴弦的橫截面積和材料不變；探究音調(diào)和琴弦的材料的關(guān)系，控制琴弦的長度和橫截面積不變．
（2）探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低與琴弦的材料的關(guān)系時，應(yīng)控制橫截面積和長度相同．
（3）根據(jù)科學(xué)探究的步驟進行排序．
（4）在研究涉及到幾個變量的物理問題時，常常采取只允許一個條件改變、其它條件不變的方法來進行探究．控制變量法常用于探究物理規(guī)律的實驗教學(xué)中．

解答 解：（1）實驗中弦的松緊程度是一定的．
由表可知，編號為A、B、C的琴弦材料和長度相同，橫截面積不同，因此是探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低與琴弦的橫截面積的關(guān)系；
猜想二是探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低與琴弦的長短的關(guān)系，應(yīng)該控制琴弦的橫截面積和材料不變，使長度不同，表中編號為A、D、F的琴弦符合要求；
（2）如果驗證猜想三：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的材料有關(guān)，應(yīng)控制長度和橫截面積相同，故表格應(yīng)該填入的數(shù)據(jù)與鋼的數(shù)據(jù)相同，即80、1.02．
（3）實驗探究的步驟為：提出問題（成猜想）、實驗探究、分析與歸納、得出結(jié)論；因此該實驗探究的步驟排序為③②①④．
（4）在上述探究過程中，總要控制某些因素，使它們保持不變，進而尋找出另外一些因素的關(guān)系，這種研究方法叫做“控制變量法”．
故答案為：（1）橫截面積；A；D；F；（2）80；1.02；（3）③②①④；（4）控制變量．

點評 控制變量法是被研究的問題與多個因素有關(guān)，研究和某一個因素的關(guān)系時，要控制其他因素一定或不變．同時牢記實驗探究的步驟．