Question

【題目】閱讀短文，回答問題。

單擺

單擺是能夠產(chǎn)生往復(fù)擺動(dòng)的一種裝置，將無重細(xì)桿或不可伸長(zhǎng)的細(xì)柔繩一端懸于一定點(diǎn)，另一端固結(jié)一個(gè)重小球，就構(gòu)成單擺。單擺是一種理想的物理模型，它由理想化的擺球和擺線組成。單擺需要滿足以下條件：擺線由質(zhì)量不計(jì)、不可伸縮的細(xì)線提供；擺球密度較大，而且球的半徑比擺線的長(zhǎng)度小得多，并且滿足偏角小于10°。

如圖是一個(gè)單擺模型，均勻小球中心到固定點(diǎn)的距離稱為擺長(zhǎng)，一般用L表示。把小球拉開一個(gè)小角度至A處，放開小球后，小球?qū)⒀刂?/span>AOB的軌跡做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，A、B兩點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)過程中的最高點(diǎn)。

我們把O點(diǎn)稱之為平衡位置，該點(diǎn)的速度最大，假如小球從A到O點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，那么小球按照O﹣B﹣O﹣A﹣O軌跡回到O時(shí)停止計(jì)時(shí)，這段時(shí)間我們稱之為單擺的周期。單擺的周期也可看作小球從A點(diǎn)出發(fā)到下一次回到A點(diǎn)時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間。

小剛想探究單擺的周期與什么因素有關(guān)，他做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)中小剛先用質(zhì)量為50g的小球做實(shí)驗(yàn)，然后換用100g的小球重做實(shí)驗(yàn)。

如圖為周期的平方與擺長(zhǎng)L的關(guān)系，如圖是生活中的鐘擺，其原理與單擺類似。

閱讀全文，回答以下問題：

（1）如圖中，從能量角度看，小球從A到O是_____能轉(zhuǎn)化為_____能。

（2）從文中可看出，在誤差允許范圍內(nèi)，可以判斷與單擺周期一定無關(guān)的物理量是_____。

（3）小剛在探究單擺周期的影響因素過程中，除了用到如圖 所示的器材，還需要的一個(gè)器材是_____；他先測(cè)30個(gè)周期，從而算出一個(gè)周期，這樣做的好處是_____。

（4）夏天天氣炎熱，鐘擺的擺桿容易因?yàn)闊崦浝淇s而變長(zhǎng)，這樣會(huì)導(dǎo)致時(shí)鐘變_____（填“快”或“慢”）

Answer 1

【答案】重力勢(shì)動(dòng)小球的質(zhì)量秒表減少誤差慢

【解析】

(1)小球從A到O的過程中，質(zhì)量不變，高度減小，速度變大，則重力勢(shì)能減少、總能增大，所以此過程是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；(2)由題意可知，擺球的質(zhì)量不計(jì)，則單擺周期與小球的質(zhì)量一定無關(guān)；(3)探究單擺周期的影響因素過程中，除了用到圖1 所示的器材外，還需要秒表測(cè)出單擺的周期，單擺的一個(gè)周期較小不易測(cè)量，應(yīng)測(cè)多個(gè)周期取平均值減小誤差；(4)由表格第一列和第三列數(shù)據(jù)可知，擺長(zhǎng)越長(zhǎng)，單擺的周期越大，所以鐘擺的擺桿容易因?yàn)闊崦浝淇s而變長(zhǎng)時(shí)，單擺周期變大，會(huì)導(dǎo)致時(shí)鐘變慢。