Question

16．在觀察如圖小球擺動時動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)感覺小球每擺一個來回的時間（稱為周期）相同．他與同學(xué)討論后猜測：
小球來回擺動周期t：①可能跟小球移開的距離s有關(guān)；
②可能跟小球質(zhì)量m有關(guān)；
③可能跟繩子長度l有關(guān)．
于是，他進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集到的證據(jù)如表：
（1）為了研究t與s關(guān)系，他應(yīng)該選擇序號為4、5的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析．
（2）通過分析表中的數(shù)據(jù)可以得出初步的結(jié)論：t與s無關(guān)，與l有關(guān)（填寫字母）．
（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，小球擺動周期較短很難測準(zhǔn)，請你幫他想一個能夠有效減小誤差的測量方法：可以測出瓶子擺動N次的總時間，再用總時間除以N．
（4）小明同學(xué)根據(jù)初步結(jié)論，進(jìn)行深入探究，這時應(yīng)該只改變l（填寫字母）進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測出小球不同情況下擺動的周期，找出規(guī)律，分析論證得到更具體的關(guān)系．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	小球質(zhì)量m/kg	移開距離s/m	懸線長度l/m	來回時間t/s
1	0.020	0.09	1.00	2.0
2	0.40	0.09	1.00	2.0
3	0.60	0.09	1.00	2.0
4	0.60	0.06	1.00	2.0
5	0.60	0.03	1.00	2.0
6	0.60	0.09	0.75	1.7
7	0.60	0.09	0.50	1.4

Answer 1

分析 （1）要探究t與繩子長度l的關(guān)系，需保證小球質(zhì)量m、小球移開的距離s相同，繩子長度l不同；
（2）用控制變量法分別分析t與小球質(zhì)量m、繩子長度l、小球移開的距離s的關(guān)系，得出結(jié)論；
（3）用測量儀器測量較小的物理量時，可以多測一些，然后用總的除以所測的數(shù)目；
（4）分析以上各步結(jié)論，利用控制變量法，分析得出結(jié)論．

解答 解：（1）4、5瓶質(zhì)量m、懸線長度l相同，瓶移開的距離s不同，來回時間t相同，可得來回時間與瓶移開的距離s無關(guān)；
（2）1、2、3，懸線長度l、瓶移開的距離s相同，瓶質(zhì)量m不同，來回時間t相同，可得來回時間與物體的質(zhì)量無關(guān)；
4、5瓶質(zhì)量m、懸線長度l相同，瓶移開的距離s不同，來回時間t相同，可得來回時間與瓶移開的距離s無關(guān)；
3、6、7，瓶質(zhì)量m、瓶移開的距離s相同，懸線長度l不同，來回時間t相同，可得來回時間與懸線長度l有關(guān)；
（3）瓶子每擺動一次所用的時間太短，很難側(cè)準(zhǔn)，所以可以測出瓶子擺動N次的總時間，再用總時間除以N，便是擺動一次用的時間；
（4）實(shí)驗(yàn)的初步結(jié)論是：小球的擺動周期與小球的質(zhì)量、移開距離無關(guān)，只與懸線長度有關(guān)；要進(jìn)一步研究，保持小球的質(zhì)量和移開的距離不變，多次改變懸線的長度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出具體的關(guān)系．
故答案為：（1）4、5；
（2）s；l；
（3）可以測出瓶子擺動N次的總時間，再用總時間除以N；
（4）l．

點(diǎn)評 探究了影響單擺擺動時間的因素，考查了單擺擺動一次時間與多個因素有關(guān)，很好地運(yùn)用了控制變量法．