Question

小豫在公园里看到一个小孩在荡秋千，她发现无论小孩的秋千摆荡得高还是低，来回摆动一次的时间好像并没有不同；当小孩离开后，秋千继续摆动的快慢似乎和有人时也相同。那么秋千摆动一次的时间会受什么因素影响呢？她做出了以下猜想：  
A．可能与秋千摆动的幅度有关；    
B．可能与秋千和人的质量有关；  
C．可能与秋千吊绳的长度有关。
她决定用单摆模拟秋千，探究单摆来回摆动一次的时间与什么因素有关，于是她准备了不同质量的小铁球、细线、刻度尺、铁架台等器材，实验装置如图甲所示。

⑴实验器材中还应该有：______________。
⑵小豫完成了实验并将数据记入上表，分析数据可知：单摆来回摆动一次的时间只与_________有关。

实验次数	摆幅（m）	小球质量（kg）	摆长（m）	时间（s）
1	0.1	0.03	0.8	1.8
2	0.1	0.04	0.8	1.8
3	0.2	0.04	0.8	1.8
4	0.2	0.04	1	2.0

⑶在摆线悬挂点O的正下方固定一铁钉P，将摆球从A点释放，摆线碰到铁钉后摆球仍能继续摆动，到达B点后再摆回，如此往复，如图乙所示。若摆长为0.8m，则单摆在A、B两点间来回摆动一次所需时间应_________1.8s（选填：“大于”、“小于”或“等于”）。
⑷不计空气阻力及线与铁钉的摩擦，摆球到达的A、B两点是否在同一水平线上？________（选填“是”或“不是”）。

Answer 1

⑴秒表；⑵摆长；⑶小于；⑷是

试题分析：：（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，她准备了不同质量的小铁球、细线、刻度尺、铁架台等器材．因此还缺少测量往返摆动的时间的仪器——秒表
（2）分析实验数据可知：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：单摆来回摆动一次的时间只与摆长有关
（3）由表格数据可以得出，单摆在A、B两点间来回摆动一次所需时间与摆幅无关，与摆长有关，摆长变小，周期会变小，故小于1.8s
（4）不计空气阻力及线与铁钉的摩擦，摆球在摆动过程中机械能守恒，A、B两点均为最高点，即重力势重力势能相等，所以所处高度相同．故摆球到达的A、B两点是在同一水平线上．