Question

12．小明注意家里擺鐘的鐘擺在有規(guī)律地擺動，經(jīng)認真觀察發(fā)現(xiàn)鐘擺來回擺動一次的時間剛好是1秒，就想：是不是所有的擺來回擺動一次的時間都是1秒呢？于是，他請教了物理老師，知道擺來回擺動一次的時間叫做周期，在老師的指導(dǎo)下他設(shè)計如圖1所示的單擺（即細繩下系一小鋼球）進行探究．實驗數(shù)據(jù)記錄如表：

（1）從表中數(shù)據(jù)可知，單擺的擺長l越長，周期T越長（選填“長”或“短”）．
（2）請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖2中作出單擺周期的平方T²與擺長l的關(guān)系圖象．
（3）分析上題所示圖象，可知實驗中用的單擺T²與l成正比關(guān)系．
（4）單擺從最低點到最高點過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，在測量單擺的周期過程中，你認為在最低點（填“最低點”或“最高點”）開始計時更加方便準(zhǔn)確．
（5）由表中實驗記錄可知，單擺來回擺動一次時間比較短，直接測量擺動一次的時間誤差比較大．你認為小明為了減小測量誤差是怎么做的？可測出單擺來回擺動多次（如30次）的時間，再計算出來回擺動1次的時間．
（6）生活中若擺鐘走慢了，應(yīng)如何調(diào)整鐘擺的長度？將鐘擺的長度調(diào)短

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
擺長l/m	0.30	0.40	0.50	0.60	0.70	0.80	0.90	1.00
周期T/s	1.1	1.3	1.4	1.5	1.7	1.8	1.9	2.0
周期平方T2/s2	1.2	1.6	2.0	2.3	2.9	3.2	3.6	4.0

Answer 1

分析 （1）解決此題的關(guān)鍵是通過分析表格中的周期和擺長數(shù)據(jù)，看周期隨擺長的增大怎樣變化；
（2）作圖時要先根據(jù)數(shù)據(jù)進行描點，橫坐標(biāo)是擺長，縱坐標(biāo)是周期的平方，然后用平滑的線連接各點；
（3）解決此題的關(guān)鍵是根據(jù)圖象的特征判斷單擺周期的平方T²與l的關(guān)系：
如果圖象是一條平滑的直線，說明它們之間是成正比例關(guān)系；
如果是雙曲線說明它們是成反比例關(guān)系；
（4）從影響能量大小的因素來分析能量的變化，找到能量轉(zhuǎn)化的方向；
因為單擺在擺動的過程經(jīng)過最低點速度最大，最高點速度最小，在最低點計時誤差比較�。�
（5）由于擺動一個周期所需時間很短，可以采用累計法進行分析計算擺動一次所需時間；
（6）可以通過調(diào)整擺的長度來調(diào)整擺動時間，因為擺長越長，擺動周期越長，擺長越短，擺動周期越短．

解答 解：（1）由表格數(shù)據(jù)可知，擺長越長，擺動一次所需時間越長；
（2）按照表格中的數(shù)據(jù)進行描點，作圖如下：
（3）做出的圖象是直線，說明單擺周期的平方T²與擺長l之間是成正比例關(guān)系；
（4）單擺從最低點到最高點過程中，是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；
測量單擺的振動周期時，由于平衡位置速度最大，故為減小測量誤差，計時起點從小球擺到最低點開始計時；
（5）因為單擺擺動一個周期所需時間很短，所以可以采用累計法進行分析計算，可測出單擺來回擺動多次（如30次）的時間，再計算出來回擺動1次的時間；
（6）若擺鐘走慢了，說明鐘表的擺動周期長了，所以應(yīng)該將表的擺長調(diào)短些；
故答案為：（1）長；（2）如上圖；（3）正比；（4）動；重力勢；最低點．
（5）可測出單擺來回擺動多次（如30次）的時間，再計算出來回擺動1次的時間；
（6）將鐘擺的長度調(diào)短．

點評 此題結(jié)合單擺實驗考查了學(xué)生的表格分析能力，描點作圖能力，以及利用累積法求解擺動周期問題．