Question

1．如圖所示，小華和小靜在用單擺做動能和勢能轉化的實驗中，注意到小球往返擺動的時間很有規律，由此做出猜想：小球往返擺動一次的時間可能與小球質量m、擺長L和小球擺動的幅度S有關．為了驗證猜想，她們做了以下實驗探究：
（1）小球從A釋放，在擺動過程中若小球從B擺動到A，動能轉化為重力勢能．
（2）先用一小球，使其擺動，記下小球往返擺動20次所用的時間，算出小球往返擺動1次所用的時間t₁；在用擺長相同，質量不同的另一小球，重復上述實驗算出小球往返擺動1次所用的時間t₂．實驗后小華經過仔細思考發現在兩次實驗過程中，還應使小球的擺動幅度相同，實驗方案才是完善的．經分析數據，發現t₁=t₂，可以得出初步結論小球往返擺動一次的時間與質量無關．
（3）在實驗過程中，每次都是通過測出小球往返20次所需的時間然后計算出小球往返擺動一次所需時間，這樣做的目的是為了減小誤差．
（4）小球在擺動過程中，擺動幅度越來越小，最終停止在最低處，是因為小球運動過程中受到空氣的阻力，減少的機械能轉化為內能．

Answer 1

分析 （1）在重力作用下，物體的動能和勢能可以相互轉化，根據轉化前后能量存在的形式分析答題；
（2）球往返擺動一次的時間可能與小球質量m、擺長L和小球擺動的幅度S有關，實驗探究時應采用控制變量法，分析實驗數據，根據控制變量法得出實驗結論；
（3）多次測量求平均值可以減小誤差；
（4）自由擺動的擺球擺動幅度越來越小，說明擺球的機械能越來越少，減小的機械能轉化為內能．

解答 解：
（1）由圖示可知，小球在最低點B時速度最大，動能最大，在從最低點B擺到最高點A的過程中，小球的速度逐漸減小，動能減小，小球的高度增加，重力勢能增加，在這個過程中，小球的動能轉化為重力勢能；
（2）球往返擺動一次的時間可能與小球質量m、擺長L和小球擺動的幅度S有關，實驗探究時應采用控制變量法，即探究小球往返擺動一次的時間和小球質量的關系，應控制擺長和擺動幅度相同，改變小球的質量；發現t₁=t₂，說明小球往返擺動一次的時間與質量無關；
（3）實驗中通過測出小球往返20次所需的時間然后計算，這樣是采用多次測量取平均值的方法來達到減小誤差的目的；
（4）自由擺動的擺球擺動幅度越來越小，說明擺球的機械能越來越少，擺球的機械能越來越少，減小的機械能轉化為內能．
故答案為：
（1）動；重力勢；
（2）擺動幅度相同；小球往返擺動一次的時間與質量無關；
（3）減小誤差；
（4）小球運動過程中受到空氣的阻力，減少的機械能轉化為內能．

點評 本題考查的是我們對于物理實驗探究方法的掌握，我們學習物理，不僅僅時學習知識，更重要的是學習探究方法，這也是現在中考考查的一個側重點，需要掌握．