Question

小豫在公園里看到一個小孩在蕩秋千．她發現無論小孩的秋千擺蕩得高還是低，來回擺動一交的時間好像并沒有不同；當小孩離開后，秋千繼續擺動的快慢似乎和有人時也相’同．那么秋千來回擺動一次的時間會受什么因素影響呢？她做出了以下猜想：
A．可能與秋千擺動的幅度有關；
B．可能與秋千和人的質量有關；
C．可能與秋千吊繩的長度有關．
她決定用單擺來模擬秋千，探究單擺來回擺動一次的時間與什么因素有關，于是她準備了不同質量的小鐵球、細線、刻度尺、鐵架臺等器材．實驗裝置如圖甲所示．
（1）實驗器材中還應該有：______．

實驗次數	擺幅（m）	小球質量（kg）	擺長（m）	時間（s）
1	0.1	0.03	0.8	1.8
2	0.1	0.04	0.8	1.8
3	0.2	0.04	0.8	1.8
4	0.2	0.04	1	2.0

（2）小豫完成了實驗并將數據記入上表，分析數據可知：單擺來回擺動一次的時間只與______有關，該實驗所用的科學探究方法是：______．
（3）在擺線懸掛點O的正下方固定一鐵釘P，將擺球從A點釋放，擺線碰到鐵釘后擺球仍能繼續擺動，到達B點后再擺回，如此往復，如圖乙所示．若擺長為0.8m，則單擺在A、B兩點間來回擺動一次所需時間應______1.8s（選填：“大于”、“小于”或“等于”）．
（4）不計空氣阻力及線與鐵釘的摩擦．擺球到達的A、B兩點是否在同一水平線上？______（選填：“是”或“不是”）．原因是：______．

Answer 1

【答案】分析：決定秋千往返擺動的時間可能有：擺長、質量、擺動幅度．一定利用控制變量法分析，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．
解答：解：（1）實驗中要涉及到擺長、擺動幅度、質量、往返擺動的時間的測量，她準備了不同質量的小鐵球、細線、刻度尺、鐵架臺等器材．因此還缺少測量往返擺動的時間的儀器，
故答案為：秒表．
（2）分析實驗數據可知：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；所以可得結論：往返擺動的時間與擺長有關，與小球質量和擺動幅度無關．
研究任意一個因素和往返擺動時間的關系時，一定保證其它因素不變．
故答案為：擺長；控制變量法
（3）由表格數據可以得出，單擺在A、B兩點間來回擺動一次所需時間與擺幅無關，與擺長有關，擺長短了，會小于1.8s．
故答案是：小于
（4）根據能量守恒定律，擺球在擺動過程中機械能守恒，A、B兩點均為最高點，即重力勢重力勢能相等，所以所處高度相同．故擺球到達的A、B兩點是在同一水平線上．
故答案是：是；根據條件可知，擺球在擺動過程中機械能守恒，A、B兩點均為最高點，即重力勢能相等，所以所處高度相同（或在同一水平線上）．
點評：往返擺動的時間受擺長的影響，鐘擺越長，往返擺動的時間越長．