Question

同學們在實驗室做如圖所示的實驗時，驚奇地發現雖然同一小球兩次擺動的角度不同，但往返一次所用的時間卻相同，于是提出了以下兩個猜想：
A：小球往返一次所用的時間是否與擺線的長度有關？
B：小球往返一次所用的時間是否與小球的質量有關？
請你從上述猜想中任選一個進行探究．
（1）你所選擇的探究題目編號

A

（A或B）及要用到的測量工具是

秒表、刻度尺

．
（2）設計探究實驗方案及步驟．（只設計你探究題目編號的步驟）
如：研究“所用時間與擺線長度的關系”
步驟：a 將兩根（或三根）

不同長度

的擺線分別系上兩個（或三個）

相同質量

的小球，讓其擺動；
b 測出兩次（或三次）小球往返一次

所用的時間

t₁、t₂（t₃）；
c 比較t₁、t₂（t₃）的大小．
研究“所用時間與小球質量的關系”
步驟：a 將兩根（或三根）

相同長度

的擺線分別系上兩個（或三個）

不同質量

的小球，讓其擺動；
b 測出兩次（或三次）小球往返一次

所用的時間

t₁、t₂（t₃）；
c 比較t₁、t₂（t₃）的大小
（3）對方案中可能出現的實驗現象進行分析與論證．
若t₁=t₂（=t₃），則小球往返一次

所用的時間與擺線的長度（或小球質量）

無關．
若t₁≠t₂（≠t₃），則小球往返一次

所用的時間與擺線的長度（或小球質量）

有關．

Answer 1

分析：（1）擺球在擺動過程中，往返一次的時間可能跟擺球的質量有關，可能跟擺球的偏轉角度有關，可能跟繩長有關．探究往返時間跟其中任何一個因素的關系時，采用控制變量法．
（2）探究往返時間跟擺球質量的關系時，控制擺球偏轉的角度和繩長不變；探究往返時間跟繩長的關系時，控制擺球的偏轉角度和質量不變．

解答：解：本實驗中需要探究小球往返一次所用的時間與擺線長度和小球質量的關系，需要天平、秒表、刻度尺；
要研究：球往返一次所用的時間與擺線長度的關系，需保持擺球的質量不變；要研究：小球往返一次所用的時間是否與小球的質量有關，需要求擺長一定．
故答案為：
（1）A；秒表、刻度尺（或選B，秒表、天平）；
（2）研究“所用時間與擺線長度的關系”
a．不同長度；相同質量；
b．所用的時間；
研究“所用時間與小球質量的關系”
a．相同長度；不同質量；
b．所用的時間；
（3）所用的時間與擺線的長度（或小球質量）；所用的時間與擺線的長度（或小球質量）．

點評：一個物理量受多個因素影響時，探究物理量和其中一個因素的關系時，采用控制變量法，明確控制不變的量是什么，改變的量是什么．控制變量法在初中物理中應用廣泛，一定要掌握．