同学们可能都有荡秋千的经历或看过荡秋千,小磊同学玩荡秋千时突然想到:秋千往返摆动时间 与哪些因素呢?对此他提出了如下三个猜想:
猜想一:可能与秋千的绳长有关;
猜想二:可能与人和秋千的总质量有关;
猜想三:可能由秋千摆动幅度(摆动中人离开中心的最大距离)有关.
为了验证以上的猜想,他进行了如右图的实验,一跟细绳一端拴一小球,一端固定,让小球自由往返摆动,并记录数据如下表.
实验 序号 | 小球到固定点 距离l(摆长)/米 | 小球质量/克 | 摆动幅 度/米 | 小球往返摆动 20次的时间/秒 | 小球往返摆动 一次的时间/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 |
(2)为了验证猜想二,应该选择实验序号______.本次实验用到的科学方法是______.小磊同学实验当中为什么每次实验要测20次的往复摆动时间?他的目的是:______.
(3)从实验数据表格可以得到的结论是:______.
解:(1)实验中要涉及到摆长、摆动幅度、质量、往返摆动的时间的测量,分别用到刻度尺、天平、秒表.
故答案为:天平、刻度尺、秒表.
(2)猜想一:可能由秋千的绳长决定,为了验证它,应保持质量和摆动幅度相同,改变绳长,实验序号1与5符合题意;
猜想二:可能由人与秋千坐垫的总质量决定,保持绳长和摆动幅度相同,改变质量,实验序号2与4符合题意;
猜想三:可能由秋千摆动幅度决定,保持绳长和质量相同,改变摆动幅度,实验序号3与4符合题意;
本次实验用到的科学方法是保证其它两个因素不变,只改变所研究的因素,这种科学方法是控制变量法;
实验时一次摆长下要测20次的往复摆动时间,这样多次测量取平均,目的是减少误差.
故答案为:2与4;控制变量法;减小误差.
(3)往返摆动的时间在摆动幅度、质量变化时,摆长不变,摆动的时间不变;只有在摆长改变了,往返摆动的时间才改变;所以可得结论:往返摆动的时间与摆长有关,与小球质量和摆动幅度无关.
故答案为:秋千往返摆动时间也摆长有关,与小球质量和摆动幅度无关.
决定秋千往返摆动的时间可能有:摆长、质量、摆动幅度.一定利用控制变量法分析,即研究任意一个因素和往返摆动时间的关系时,一定保证其它两个因素不变.
点评:往返摆动的时间受摆长的影响,钟摆越长,往返摆动的时间越长.
联系生活——学习物理妙招:反射定律:三线共面两角等,成像都是虚像的,物像镜面对称轴,镜面凹面均适用。