Question

如图所示，在一条长绳的一端系一个小螺帽就做成了一个摆．对于小螺帽摆动的快慢，小刚和小宇提出了不同的猜想．小刚认为：悬挂小螺帽的绳子越长，小螺帽摆动一个来回所用的时间就越长；小宇认为；小螺帽的质量越大，小螺帽摆动一个来回所用的时间就越短．他们两人的猜想是否正确呢？请你设计一个实验方案帮助他们验证．
（1）验证小刚猜想的实验方案：
①所需的实验器材：

小螺帽一个、长度不同的绳子若干条、停表一只

②实验条件、实验步骤和所要测量的物理量：

实验条件：用同一个小螺帽做实验．
实验步骤：小螺帽系在一条长绳的下端，悬挂起来让其摆动，用停表测其摆动20次的时间，算出其摆动一次所用的时间．改换不同长度的绳子做几次同样的实验，比较各次实验中摆动一次所用的时间．
测量的物理量：用停表测其摆动20次的时间

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（2）验证小宇猜想的实验方案：
①所需的实验器材：

质量不同的小螺帽若干个、绳子一条、停表一只

②实验条件、实验步骤和所要测量的物理量：

实验条件：用同一条绳子进行实验．
实验步骤：取一个小螺帽系在长绳的下端，悬挂起来让其摆动，用停表测其摆动20次的时间，算出其摆动一次所用的时间．改换不同质量的小螺母系在长绳的下端，做几次同样的实验，比较各次实验中摆动一次所用的时间．
测量的物理量：用停表测其摆动20次的时间

Answer 1

分析：单摆往返一次的时间可能跟单摆的长度有关，也可能跟单摆的质量有关．研究单摆往返一次的时间的影响因素，采用控制变量法．

解答：解：（1）小刚认为：悬挂小螺帽的绳子越长，小螺帽摆动一个来回所用的时间就越长；为了验证往返时间跟摆长的关系，把摆的质量控制好，使用同一个小螺帽，改变摆长，使用不同的绳子．为了测量更准确，测量往返20次的时间，求出一次的时间．
（2）小宇认为：小螺帽的质量越大，小螺帽摆动一个来回所用的时间就越短；为了验证往返时间跟单摆质量的关系，把摆长控制好，使用同一根绳子，改变单摆的质量，使用不同质量的螺母．为了测量更准确，测量往返20次的时间，求出一次的时间．
故答案为：（1）①小螺帽一个、长度不同的绳子若干条、停表一只．
②实验条件：用同一个小螺帽做实验．
实验步骤：小螺帽系在一条长绳的下端，悬挂起来让其摆动，用停表测其摆动20次的时间，算出其摆动一次所用的时间．改换不同长度的绳子做几次同样的实验，比较各次实验中摆动一次所用的时间．
测量的物理量：用停表测其摆动20次的时间．
（2）①质量不同的小螺帽若干个、绳子一条、停表一只．
②实验条件：用同一条绳子进行实验．
实验步骤：取一个小螺帽系在长绳的下端，悬挂起来让其摆动，用停表测其摆动20次的时间，算出其摆动一次所用的时间．改换不同质量的小螺母系在长绳的下端，做几次同样的实验，比较各次实验中摆动一次所用的时间．
测量的物理量：用停表测其摆动20次的时间．

点评：用控制变量法研究单摆往返一次的时间的影响因素．能根据研究的问题，选择器材，设计实验．