24、意大利科學(xué)家伽利略(1564-1642)是物理學(xué)的偉大先驅(qū).他在比薩大學(xué)讀書的時(shí)候?qū)[動(dòng)規(guī)律的研究,是他第一個(gè)重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn).某個(gè)星期天,伽利略在比薩大教堂參加活動(dòng).教室拱頂上掛著的吊燈因?yàn)轱L(fēng)吹而不停的擺動(dòng).伽利略被擺動(dòng)的節(jié)奏性吸引住了.因?yàn),盡管吊燈的擺動(dòng)幅度越來越小,但每一次擺動(dòng)的時(shí)間似乎相等.
他決定仔細(xì)的觀察.他知道脈搏的跳動(dòng)是有規(guī)律的于是便按著脈搏注視著燈的擺動(dòng),發(fā)現(xiàn)每一次往返擺動(dòng)的時(shí)間都相同.這使他又冒出一個(gè)疑問:假如吊燈受到強(qiáng)風(fēng)吹動(dòng),擺得高了一些,每一次擺動(dòng)的時(shí)間還相等嗎?
他首先進(jìn)行了猜想:可能擺動(dòng)的角越大,擺球的質(zhì)量越大、擺球的繩越長(zhǎng)擺動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng).回到宿舍,他用長(zhǎng)越1米的線繩和鐵球制成一個(gè)擺(即單擺,如圖),在偏角小于5度的情況下,測(cè)出它振動(dòng)的次數(shù)(例如50次)所用的時(shí)間.然后再在更小的偏角下測(cè)定單擺振動(dòng)相同次數(shù)所用的時(shí)間.比較兩次的測(cè)定結(jié)果就會(huì)發(fā)現(xiàn),單擺在不同偏角下振動(dòng)相同的次數(shù)所用的時(shí)間是相同的.這就是說,幅度(即振幅)雖然改變了.單擺的周期(即:往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間)卻沒有變.事實(shí)上,只要保持足夠小的偏角,無(wú)論怎樣改變單擺的幅度,它的振動(dòng)周期都是不變的,這在物理學(xué)中叫做“擺的等時(shí)性原理”.取兩個(gè)大小相同,質(zhì)量不等的擺球,拴在兩條等長(zhǎng)的細(xì)線上,制成兩個(gè)等長(zhǎng)的單擺,再來測(cè)定它們的振動(dòng)周期.可以看到,兩個(gè)擺的擺球質(zhì)量雖然不同,它們的振動(dòng)周期卻是相同的.取不同長(zhǎng)度的單擺測(cè)定它們的振動(dòng)周期,發(fā)現(xiàn)擺長(zhǎng)越長(zhǎng),振動(dòng)周期也就越長(zhǎng).
閱讀了以上這段材料后,請(qǐng)回答下面幾個(gè)問題:
(1)單擺振動(dòng)的周期與什么因素有關(guān)?
單擺振動(dòng)的周期與
擺球質(zhì)量
、
幅度
無(wú)關(guān),與
擺長(zhǎng)
有關(guān),關(guān)系是:
擺長(zhǎng)越短,振動(dòng)周期越短
.
(2)一座擺鐘走的慢了,要把它調(diào)準(zhǔn),應(yīng)該怎樣改變它的擺長(zhǎng)?為什么?
答:
應(yīng)將擺長(zhǎng)縮短;因?yàn)閿[長(zhǎng)越短,振動(dòng)周期越短
.
(3)這一結(jié)論在日常生活中有什么應(yīng)用?請(qǐng)舉2例.
①
調(diào)節(jié)擺鐘的準(zhǔn)確性
;②
改變蕩秋千的時(shí)間
.