Question

同學(xué)們都有玩蕩秋千的經(jīng)歷，小磊同學(xué)玩蕩秋千時(shí)突然想到：秋千往返擺動(dòng)時(shí)間與哪些因素有關(guān)呢？
他提出猜想一：可能與秋千的繩長(zhǎng)有關(guān)；
猜想二：可能與人和秋千的總質(zhì)量有關(guān)；
猜想三：可能由秋千擺動(dòng)幅度（擺動(dòng)中人離開中心的最大距離）有關(guān)．
為了驗(yàn)證以上的猜想，他進(jìn)行了如圖的實(shí)驗(yàn)，一跟細(xì)繩一端拴一小球，一端固定，讓小球自由往返擺動(dòng)，并記錄數(shù)據(jù)如下表．

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	小球到固定點(diǎn) 距離l（擺長(zhǎng)）/米	小球質(zhì) 量/克	擺動(dòng)幅 度/米	小球往返擺動(dòng) 20次的時(shí)間/秒	小球往返擺動(dòng) 一次的時(shí)間/秒
1	0.7	20	0．O5	33.2	1.7
2	1.0	20	0.08	39.7	2．O
3	1.0	30	0．O5	39.8	2．O
4	1.0	30	0．O8	39.7	2.0
5	1.3	20	0．O5	45.3	2.3

（1）要完成上述實(shí)驗(yàn)，除如圖器材外，還必需的實(shí)驗(yàn)器材有：________．
（2）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格可以得到的結(jié)論是：________．
（3）實(shí)驗(yàn)中他發(fā)現(xiàn)小球只能擺動(dòng)一段時(shí)間．你認(rèn)為造成小球停下來的原因是________．
（4）擺鐘是利用本實(shí)驗(yàn)的原理制成的．某一擺鐘變慢了，要調(diào)準(zhǔn)它，應(yīng)將擺鐘的擺長(zhǎng)調(diào)________ （選填“長(zhǎng)”或“短”）．

Answer 1

解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，用刻度尺測(cè)量擺長(zhǎng)、擺動(dòng)幅度，用托盤天平測(cè)小球的質(zhì)量，用秒表測(cè)量往返擺動(dòng)的時(shí)間；因此用到的必須器材有刻度尺、天平和秒表；
（2）分析表中數(shù)據(jù)，由實(shí)驗(yàn)3、4看出，質(zhì)量、擺長(zhǎng)相同，擺動(dòng)幅度變化，擺動(dòng)1次時(shí)間相同，說明小球往返擺動(dòng)一次的時(shí)間與擺動(dòng)幅度無關(guān)；
由實(shí)驗(yàn)2、4看出，擺動(dòng)幅度、擺長(zhǎng)相同，質(zhì)量不同，擺動(dòng)1次時(shí)間相同，說明小球往返擺動(dòng)一次的時(shí)間與質(zhì)量無關(guān)；
由實(shí)驗(yàn)1、5看出，擺動(dòng)幅度、質(zhì)量相同，擺長(zhǎng)不同，擺動(dòng)1次時(shí)間不相同，說明小球往返擺動(dòng)一次的時(shí)間與擺長(zhǎng)有關(guān)，即小球往返擺動(dòng)一次的時(shí)間由擺長(zhǎng)決定；
故由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，秋千往返擺動(dòng)時(shí)間與擺長(zhǎng)有關(guān)，與質(zhì)量和擺動(dòng)的幅度無關(guān)．
（3）小球擺動(dòng)，小球克服摩擦做功，將它的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，當(dāng)機(jī)械能消耗盡時(shí)，小球停下來，所以使小球停下來的原因是受到空氣的阻力；
（4）因?yàn)樾∏蚍禂[動(dòng)時(shí)間與擺長(zhǎng)有關(guān)，與質(zhì)量和擺動(dòng)的幅度無關(guān)，并且擺長(zhǎng)越長(zhǎng)，擺動(dòng)1次時(shí)間變長(zhǎng)，所以要將擺鐘調(diào)快，應(yīng)將擺鐘的擺長(zhǎng)調(diào)短．
故答案為：（1）托盤天平、秒表、刻度尺；（2）秋千往返擺動(dòng)時(shí)間與擺長(zhǎng)有關(guān)，與質(zhì)量和擺動(dòng)的幅度無關(guān)；（3）受空氣的阻力；（4）短．
分析：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量擺長(zhǎng)、擺動(dòng)幅度、質(zhì)量、往返擺動(dòng)的時(shí)間，據(jù)此選擇測(cè)量工具；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，利用控制變量法分析找出，往返擺動(dòng)的時(shí)間與什么因素有關(guān)，與什么因素?zé)o關(guān)；據(jù)此可得結(jié)論；
（3）小球在擺動(dòng)過程中，受空氣阻力，小球克服摩擦做功，將它的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能散失；
（4）根據(jù)（2）中得出的結(jié)論進(jìn)行解答．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)控制變量法的了解與掌握，考查了學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力，利用所學(xué)知識(shí)解釋、解決實(shí)際問題．