Question

8．某興趣小組計劃探究“鋁棒的發(fā)聲”．同學們使用一根表面光滑的實心鋁棒，一只手捏住鋁棒的中間部位，另一只手的拇指和食指粘少許松香粉，在鋁棒表面由手捏部位向外端摩擦，可以聽見鋁棒發(fā)出聲音，而且發(fā)現(xiàn)在不同情況下鋁棒發(fā)聲的頻率是不同的，為了探究鋁棒發(fā)聲頻率的影響因素，該興趣小組找到不同規(guī)格的鋁棒、虛擬示波器等器材進行探究．實驗前同學們提出了以下猜想：
猜想A：鋁棒發(fā)聲的頻率可能和鋁棒的橫截面積有關
猜想B：鋁棒發(fā)聲的頻率可能和鋁棒的長度有關
猜想C：鋁棒發(fā)聲的頻率可能和手捏鋁棒的部位有關
為了驗證猜想A，同學們選擇4根鋁棒，每次均捏住鋁棒的中間部位，由手捏部位向外端摩擦，實驗所得的數(shù)據(jù)記錄于下面的表格中，在2%的誤差允許范圍內(nèi)（頻率相差在70Hz以內(nèi)）的測量值可以認為是相等的．

實心鋁棒	鋁棒長度L/×10-2m	橫截面積S/×10-5m2	頻率f/Hz
1	71	2.9	3500
2	78	2.9	3146
3	71	5.2	3530
4	78	11.7	3134

（1）分析表格中數(shù)據(jù)，可知鋁棒的發(fā)聲頻率與橫截面積是無關的．（選填“有關”或“無關”）
（2）為了驗證猜想B，同學們選擇橫截面積均為2.9×10^-5m²的鋁棒，實驗所得的數(shù)據(jù)記錄于下面的表格中，同學們從表中前兩列數(shù)據(jù)很難得出頻率f與長度L之間的關系，他們利用圖象法處理數(shù)據(jù)，畫出了頻率f與長度的倒數(shù)$\frac{1}{L}$的關系如圖所示，分析可知發(fā)生頻率f與鋁棒的長度L的關系是反比例．

實心鋁棒	鋁棒長度L/×10-2m	頻率f/Hz	鋁棒長度倒數(shù)1/L（m-1）
1	50	5000	2
2	71	3500	1.4
3	78	3146	1.28
4	91	2700	1.1
5	105	2375	0.95

（3）同學們又通過實驗探究了鋁棒發(fā)聲的頻率和手捏鋁棒部位的關系，在實驗過程中，有同學們將發(fā)聲的鋁棒一端插入水中，可以看到水花四濺現(xiàn)象，有同學用手迅速握住正在發(fā)聲的鋁棒，可以聽見聲音很快衰減，原因是振幅減小，響度減�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表格中的長度、橫截面積、和頻率的大小分析；
（2）根據(jù)圖象分析；
（3）聲音是由物體的振動產(chǎn)生的．

解答 解：（1）由表格中的信息可知，當鋁棒長度都為0.71m時，橫截面積不同，頻率為3500hHz和3530Hz，由于這兩個頻率在2%的誤差允許范圍內(nèi)（頻率相差在70Hz以內(nèi)），故頻率是相同的，故結(jié)論為：鋁棒的發(fā)聲頻率與橫截面積是無關的；
（2）由圖象可知，頻率f與長度的倒數(shù)$\frac{1}{L}$的關系是一條直線，即成正比，故發(fā)生頻率f與鋁棒的長度L的關系是成反比；
（3）有同學們將發(fā)聲的鋁棒一端插入水中，鋁棒振動，故可以看到水花四濺；有同學用手迅速握住正在發(fā)聲的鋁棒，可以聽見聲音很快衰減，原因是鋁棒的振幅減小，響度減�。�
故答案為：（1）無關；（2）反比例；（3）水花四濺；振幅減小，響度減�。�

點評 本實驗應用了控制變量法，掌握控制變量法的應用是正確解題的必要條件．