Question

14．在學習二胡演奏過程中，小明發現琴弦發出的聲音音調高低受各種因素的影響，他決定對此進行研究，經過和同學們討論提出了以下幾種猜想：
猜想一：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的橫截面積有關；
猜想二：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的長短有關；
猜想三：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的材料有關；
為了驗證上述猜想是否正確，他們找到了如表所列9種規格的琴弦，因為音調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	80	1.02
F	銅	100	0.76
G	鋼	80	1.02
H	尼龍	80	1.02
I	尼龍	100	1.02

（1）為了驗證猜想一，應選編號A、B、C的琴弦進行實驗．
（2）為了驗證猜想二，應選編號A、D、F的琴弦進行實驗．
（3）表中的材料規格還沒填全，為了驗證猜想三，必須知道該項內容，請在表中填上所缺數據．
（4）隨著實驗的進行，小華又覺得琴弦音調的高低，可能與琴弦的松緊程度有關，為了驗證這一猜想，必須進行的操作是：選取材料、長短、粗細相同的琴弦，調整它們的松緊程度不同．
（5）課本中所涉及的探究實驗中，有些實驗的研究方法與上述方法類似，這種方法叫控制變量法．

Answer 1

分析 （1）猜想琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的橫截面積、琴弦的長短、琴弦的材料有關．
探究琴弦發出聲音的音調高低與琴弦的橫截面積的關系時，控制琴弦的長度和材料不變．
（2）探究琴弦發出聲音的音調高低與琴弦的長短的關系時，控制橫截面積和材料不變．
（3）琴弦發出聲音的音調高低與琴弦的材料的關系時，控制橫截面積和長度不變．
（4）猜想琴弦發出聲音的音調高低，可能與松緊有關，控制琴弦的長度、橫截面積、材料都不變．
（5）控制變量法是初中物理常用的研究方法．

解答 解：（1）為驗證猜想一，可選擇長度和材料都相同，而橫截面積不同的琴弦A、B、C進行研究．
（2）為驗證猜想二，應選擇橫截面積和材料都相同，而長度不同的琴弦A、D、F進行研究．
（3）如果驗證猜想三：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的材料有關，應控制長度和橫截面積相同，故表格應該填入與鋼（或尼龍）的數據相同，即80、1.02（或100、1.02）．
（4）探究琴弦音調的高低還與琴弦的松緊程度有關，控制琴弦的長度、橫截面積、材料都不變，改變兩者的松緊，比較音調的高低．
（5）音調的高度與琴弦的材料、長度以及橫截面積有關，當探究音調高度與其中一個因素的關系時，需控制其他因素不變，因此需要用控制變量法進行探究．
故答案為：（1）A、B、C；  （2）A、D、F；（3）80；（4）選取材料、長短、粗細相同的琴弦，調整它們的松緊程度不同．（5）控制變量法．

點評 一個物理量受多個因素影響時，探究其中一個因素和物理量的關系時，采用控制變量法．控制變量法在探究類似的物理問題時，經常用到，所以要會理解應用．