Question

5．閱讀短文，回答問題；
伽利略對擺動的研究
據(jù)說，某個星期天，伽利略在比薩大教堂參加活動，教堂穹頂上的吊燈因風(fēng)吹而不停地擺動．伽利略被擺動的節(jié)奏性吸引住了．他發(fā)現(xiàn)，盡管吊燈的擺動幅度越來越小，但每一次擺動的時間似乎相等．
伽利略知道脈搏的跳動是有規(guī)律的，于是便按著脈搏注視著燈的擺動，發(fā)現(xiàn)每一次往返擺動的時間都相同．這使他又冒出一個疑問：假如吊燈受到強風(fēng)吹動，擺得高了一些，每一次擺動的時間還相等嗎？回到宿舍，他用鐵塊制成一個擺，把鐵塊拉到不同高度，用脈搏細(xì)心地測定擺動的時間．結(jié)果表明每次擺動的時間仍然相同．盡管用脈博測量時間并不精確，但已經(jīng)可以證明他最初的想法是正確的，即“不論擺動的幅度大些還是小些，完成一次擺動的時間是一樣的”，這在物理學(xué)中叫做“擺的等時性”．
后來，伽利略又把不同質(zhì)量的鐵塊系在繩端做擺錘進行實臉；他發(fā)現(xiàn)，只要用同一條擺繩，擺動一次的時間并不受擺錘質(zhì)量的影響．隨后伽利略又想，如果將繩縮短，會不會擺動 得快些？于是他用相同的擺錘，用不同的繩長做實驗，結(jié)果證明他的推測是對的．他當(dāng)時得出了結(jié)論：“擺繩越長，往復(fù)擺動一次的時間（稱為周期）就越長．
（1）他用鐵塊制成擺，把鐵塊拉到不同高度，高度越高，鐵塊的重力勢能越大，鐵塊運動到最底端時速度越大．
（2）不論擺動的幅度大些還是小些，完成一次擺動的時間是一樣的，這在物理學(xué)中叫做擺的等時性．
（3）他用相同的擺錘，用不同的繩長做實驗，結(jié)果證明他的推測是對的．這種研究問題的方法叫控制變量法．

Answer 1

分析 （1）物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能，重力勢能與物體的質(zhì)量和被舉高度有關(guān)；物體由于運動而具有的能量叫動能，動能與質(zhì)量和速度有關(guān)；動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化；
（2）擺的等時性原理指：只要擺長不變，所有的東西，不管輕重大小，來回擺動一次所用的時間是相同的；
（3）一個量與幾個量有關(guān)，要這個量與其中一個量之間的關(guān)系時，需使其它的量不變，這是控制變量法．

解答 解：
（1）把鐵塊拉到不同高度，質(zhì)量一定，高度越高，鐵塊的重力勢能越大，鐵塊運動到最底端時重力勢能最小，動能最大，速度最大；
（2）伽利略通過實驗發(fā)現(xiàn)：不論擺動的幅度大些還是小些，完成一次擺動的時間是相等的．這在物理學(xué)中稱為擺的等時性原理；
（3）擺動周期可能與擺的長度及擺的質(zhì)量有關(guān)，研究擺動周期與擺的長度的關(guān)系時，需要保持?jǐn)[的質(zhì)量一定，改變擺線的長度，采用的是控制變量法．
故答案為：（1）重力勢；大；（2）擺的等時性；（3）控制變量．

點評 此題是一道材料分析題，考查的是伽利略對擺的等時性原理的探究過程，需要我們仔細(xì)審題，利用學(xué)過的研究方法，分析解答有關(guān)的問題．