Question

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

（提出問題）單擺小角度往復(fù)擺動一次的時間與哪些因素有關(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:可能與擺動的幅度有關(guān)；

猜想三：可能與繩長有關(guān)；

（制定計劃與設(shè)計實驗）

為了驗證猜想是否正確，他設(shè)計了如圖所示的裝置，用系有細(xì)線（線長L可調(diào)）的小球制作了一個單擺進(jìn)行了如下探究（擺動角度均較小）：

（1）如圖甲所示，用細(xì)線系住一個小球，保持細(xì)線的長度一定，使小球從A點由靜止釋放，改變OA（O固定懸點）的連線與豎直方向的夾角θ以改變小球擺動的幅度，測出小球在AB間往復(fù)運動一次所用的時間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)擺動一次的時間與擺動的幅度______（選填“有關(guān)”或“無關(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)線的長度，使小球以較小的幅度在豎直面內(nèi)CD之間擺動，用頻閃相機(jī)（保持曝光時間間隔相等）拍攝小球由C運動至D的過程中的位置如圖乙、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L越長，往復(fù)擺動一次的時間越______（選填“長”或“短”），由此可得出猜想_______是正確的。

（交流與應(yīng)用）

（3）由表中實驗記錄可知，單擺來回擺動一次時間較短，直接測量擺動一次的時間誤差較大，為減小誤差，應(yīng)_________。

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

Answer 1

【答案】無關(guān) 長 三 測擺動20次的時間，再算一次的 調(diào)短一些

【解析】

（1）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，在擺長不變的情況下，OA(O固定懸點)的連線與豎直方向的夾角θ不同，而AB間往復(fù)運動一次所用的時間t相等，由此可知：擺球小角度重復(fù)擺動一次的時間與擺動的幅度無關(guān)；

（2）由圖乙丙可以看出，擺長越長，小球往復(fù)擺動一次的時間越長，由此可見：在質(zhì)量與擺動幅度相同時，往復(fù)擺動一次的時間隨繩長的增大而增大，這驗證了猜想三是正確的。

（3）由表中實驗記錄可知，單擺來回擺動一次時間較短，直接測量擺動一次的時間誤差較大，為減小誤差，應(yīng)測量擺動20次的時間，取平均值作為擺動一次的時間；

（4）因擺長越長，小球往復(fù)擺動一次的時間越長，生活中若擺鐘走慢了，可減小擺長。