Question

某同学在老师的指导下研究了单摆的周期（单摆来回摆动一次所需的时间）与摆长和质量是否有关的实验，该同学选择了长度不相同的几根细绳，并用几个质量不同的物体作为单摆下面的摆．在实验过程中，此同学发现如果单摆摆动的角度过大，单摆的摆动将不在一个平面内，在请教老师后，该同学将单摆每次摆动的角度调到不超过10°，并作了如下记录：

摆长/周期/摆质量	0.5（m）	1.0（m）	1.5（m）	2.0（m）
0.1（kg）	1（s）	2（s）	3（s）	4（s）
0.2（kg）	1（s）	2（s）	3（s）	4（s）
0.4（kg）	1（s）	2（s）	3（s）	4（s）

（1）认真想一想，我们发现该同学在做此实验过程中，疏忽了一个问题，此实验还应控制一个物理量，请问是什么？
（2）通过老师的提醒，该同学研究了此物理量对单摆的周期没有影响，则从表中数据可知：单摆的周期与摆的质量______（填“有关”“无关”）．单摆的周期随摆的长度增长而______．
（3）通过实验可得出，单摆的周期的长短可通过控制单摆的______来实现，而不需考虑摆的______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据实验目的，要探究单摆的周期与摆长和质量是否有关，需控制摆长或质量，来探究周期与质量或摆长的关系；特别是采用不同质量的物体时，可能会造成物体的大小不同；
（2）根据控制变量法，分析质量相同时，周期与摆长的关系，得出结论；分析摆长相同时，周期与质量的关系得出结论；
（3）根据（2）中得出的结论，要改变周期，需改变摆长，而不需考虑摆的质量．
解答：解：（1）由于该同学采用了几个质量不同的物体作为单摆下面的摆，所以忽略了摆球的大小这个因素；
（2）由表格中数据知，质量相同时，摆长越长，周期越长，可知单摆的周期随摆的长度增长而增大；
摆长相同，质量增大，周期不变，可知单摆的周期与摆的质量无关；
（3）由于单摆的周期与摆长有关，与质量无关，所以单摆的周期的长短可通过控制单摆的摆长来实现，而不需考虑摆的质量．
故答案为：（1）摆球的大小；（2）无关；增大；（3）摆长；质量．
点评：此题是探究单摆的周期与摆长和质量是否有关的实验，考查了控制变量法在实验中的应用，同时考查了对实验数据的分析及实验结论的应用．