在学习吉他演奏的过程中,小雨发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行探究.经过与同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关;
猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关;
猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关.
为了验证这些猜想,他们找来了一些琴弦,其规格分别如下表
编号 | 材料 | 长度/cm | 横截面积/mm2 |
A | 铜 | 60 | 0.76 |
B | 铜 | 60 | 0.89 |
C | 铜 | 60 | 1.02 |
D | 铜 | 80 | 0.76 |
E | 铜 | 60 | 1.02 |
F | 铜 | 100 | 0.76 |
G | 钢 | 80 | |
H | 尼龙 | 80 | 0.76 |
I | 尼龙 | 100 | 1.02 |
(2)为验证猜想二,应选编号为________、________、________的琴弦进行实验.
(3)为了验证猜想三,请你在表中填上该琴弦的横截面积.
(4)随着实验的进行,小雨又觉得琴弦音调的高低,可能还与琴弦的松紧度有关.请你设计实验,验证这一猜想.________.
解:(1)为验证猜想一,可选择长度和材料都相同,而横截面积不同的琴弦A、B、C进行研究.
(2)为验证猜想二,应选择横截面积和材料都相同,而长度不同的琴弦A、D、F进行研究.
(3)为了验证猜想三,应选择横截面积和长度都相同,而材料不同的琴弦D、G、H进行研究,横截面积都是0.76mm2.
(4)探究琴弦的音调高低与琴弦的松紧度的关系,控制琴弦的长度、横截面积、材料都不变.可以选择C、E进行对比实验.改变两者的松紧,比较音调的高低.
故答案为:(1)ABC;(2)ADF;(3)0.76;
(4)选取两根材料相同、长短相同、横截面积一样的琴弦,如C、E进行对比实验.使两根琴弦的一端固定,另一端进行松紧程度调节,要求一张一弛有所差异.用大小相同的力拨动琴弦,比较发音情况.如果两根琴弦发出声音的音调不同,表明小雨的猜想是正确的;否则猜想错误.
(1)猜想琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积、琴弦的长短、琴弦的材料有关.
探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的横截面积的关系时,控制琴弦的长度和材料不变.
探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的长短的关系时,控制横截面积和材料不变.
琴弦发出声音的音调高低与琴弦的材料的关系时,控制横截面积和长度不变.
(2)猜想琴弦发出声音的音调高低,可能与松紧有关,控制琴弦的长度、横截面积、材料都不变.
点评:一个物理量受多个因素影响时,探究其中一个因素和物理量的关系时,采用控制变量法.