Question

小敏、小穎和小青在玩蕩秋千時，感到秋千往返擺動時間有規律．于是對“哪些因素決定秋千往返擺動的時間”提出下列猜想，小敏猜想：可能由秋千的繩長決定；小穎猜想：可能由人與秋千坐墊的總質量決定；小青猜想：可能由秋千擺動幅度（擺動中人離開中心的最大距離）決定．于是進行了如圖實驗，一細繩一端拴一小球，一端固定，讓小球自由往返擺動，并記錄數據如下表．

實驗 序號	小球到固定點 距離l（擺長）/米	小球質 量/克	擺動幅 度/米	小球往返擺動 20次的時間/秒	小球往返擺動 一次的時間/秒
1	0.7	20	0．O5	33.2	1.7
2	1.0	20	0.08	39.7	2．O
3	1.0	30	0．O5	39.8	2．O
4	1.0	30	0．O8	39.7	2.0
5	1.3	20	0．O5	45，3	2.3

請回答下列問題：
（1）要完成上述實驗，除如圖器材外，還必需的實驗器材是：______；
（2）從本次實驗可以得到的結論是：小球往返擺動一次的時間由______決定；
（3）實驗發現，小球只能擺動一段時間．你認為造成小球停下來的原因可能是______；
（4）擺鐘是利用本實驗的原理制成的．某一擺鐘變慢了，要調準它，應將擺鐘的擺長調______（選填“長”或“短”）．

Answer 1

【答案】分析：決定秋千往返擺動的時間的因素可能有：擺長、質量、擺動幅度．分析時利用好控制變量法，即研究任意一個因素和往返擺動時間的關系時，一定保證其它兩個因素不變．
（1）實驗中要測量擺長、擺動幅度、質量、往返擺動的時間，據此選擇測量工具；
（2）由表中數據可知，往返擺動的時間在擺動幅度、質量變化時，擺長不變，擺動的時間不變；只有在擺長改變了，往返擺動的時間才改變；據此可得結論；
（3）小球在擺動過程中，受空氣阻力，小球克服摩擦做功，將它的機械能轉化為內能散失；
（4）根據（2）中得出的結論回答．
解答：解：
（1）實驗中用刻度尺測量擺長、擺動幅度，用托盤天平測小球的質量，用秒表測量往返擺動的時間；
（2）分析表中數據，由實驗3、4看出，質量、擺長相同，擺動幅度變化，擺動1次時間相同，說明小球往返擺動一次的時間與擺動幅度無關；
由實驗2、4看出，擺動幅度、擺長相同，質量變化，擺動1次時間相同，說明小球往返擺動一次的時間與質量無關；
由實驗1、5看出，擺動幅度、質量相同，擺長變化，擺動1次時間不相同，說明小球往返擺動一次的時間與擺長有關；可見，小球往返擺動一次的時間由擺長決定；
（3）小球擺動，小球克服摩擦做功，將它的機械能轉化為內能散失，使小球停下來，所以使小球停下來的原因是受到空氣的阻力；
（4）由實驗1、5看出，擺動幅度、質量相同時，擺長變長，擺動1次時間變長，所以要將擺鐘調快，應將擺鐘的擺長調短．
故答案為：（1）托盤天平、秒表、刻度尺；（2）擺長；（3）受空氣的阻力；（4）短．
點評：本題考查了學生對控制變量法的了解與掌握，考查了學生分析實驗數據得出實驗結論的能力，利用所學知識解釋、解決實際問題，體現了學以致用，有意義！