Question

14．2013年6月20日，神舟十號(hào)航天員王亞平在太空授課時(shí)提了一個(gè)思考題：在太空中，人們常用的桿秤、天平等測量質(zhì)量的儀器都會(huì)失效，能有什么方法解決呢？小金查閱資料發(fā)現(xiàn)彈簧的振動(dòng)快慢與所掛物體的質(zhì)量存在一定的關(guān)系，此關(guān)系可利用如圖實(shí)驗(yàn)獲得．在一根輕質(zhì)彈簧下懸掛質(zhì)量為m的鉤碼，讓其在豎直方向上振動(dòng)，彈簧每上下振動(dòng)一次所需的時(shí)間叫周期（T），改變物體質(zhì)量，多次測量，得到了表中所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

次數(shù)	1	2	3	4	5
質(zhì)量m（kg）	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25
周期T（s）	0.50	0.70	0.86	0.49	1.11
T2（s2）	0.25	0.49	0.74	0.24	1.23

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過程回答如下問題：
（1）在該實(shí)驗(yàn)中，主要用到的測量儀器有天平、秒表．
（2）請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙中作出彈簧振動(dòng)周期的平方T²與重物質(zhì)量m的關(guān)系圖象．
（3）已知在彈簧振動(dòng)的快慢只和所掛物體的質(zhì)量與彈簧本身有關(guān)，那么如果在太空中想測量一個(gè)蘋果的質(zhì)量，請你設(shè)計(jì)測量思路①將蘋果掛在輕質(zhì)彈簧a上；②測出振動(dòng)30次所需的時(shí)間t，算出每振動(dòng)一次所需的時(shí)間$\frac{t}{30}$；③根據(jù)圖2查得該蘋果的質(zhì)量為m克．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)需要測量的物理量可知需要的測量工具；
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，并連線；
（3）由于對(duì)于同一根彈簧，振動(dòng)快慢相同物體質(zhì)量就相同有關(guān)．據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）根據(jù)需要測量的物理量質(zhì)量和時(shí)間，故需要的測量工具是天平、秒表；
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)及題目要求，根據(jù)彈簧振動(dòng)周期的平方T²與重物質(zhì)量m描點(diǎn)，并連線，如圖所示：
；
（3）由于對(duì)于同一根彈簧，振動(dòng)快慢相同物體質(zhì)量就相同有關(guān)，故設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：
①將蘋果掛在輕質(zhì)彈簧a上，
①測出振動(dòng)30次所需的時(shí)間t，算出每振動(dòng)一次所需的時(shí)間$\frac{t}{30}$，
③根據(jù)圖2查得該蘋果的質(zhì)量為m克．
故答案為：（1）天平、秒表；（2）見上圖；（3）①將蘋果掛在輕質(zhì)彈簧a上；②測出振動(dòng)30次所需的時(shí)間t，算出每振動(dòng)一次所需的時(shí)間$\frac{t}{30}$；③根據(jù)圖2查得該蘋果的質(zhì)量為m克．

點(diǎn)評(píng) 本題考查用控制變量法研究彈簧振動(dòng)快慢的影響因素．能根據(jù)研究的問題，選擇器材，分析數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．