Question

小明和小涛在做如图甲所示的“观察小球摆动时动能和势能的转化”的实验．
（1）甲图中，小球从A点由静止开始摆动到B点的过程中，动能将

变大

（选填“变大”、“变小”或“不变”）；小球从A点由静止开始摆动到C点的过程中，势能的变化情况是

先变小后变大

．
（2）小涛发现小球每摆一个来回的时间似乎都相同，于是他便产生了猜想，他认为小球来回摆动一次所用的时间t可能与小球质量m、绳子长度l、小球移开的距离s等因素有关，为了验证自己的猜想，他在竖直的木板上画出方格，用瓶子代替小球，并在瓶内装大米以改变质量（如图乙所示），进行实验并得到了下表中的数据：

序号	瓶质量m/g	移开距离s/格	悬线长度l/格	来回时间t/s
1	20	3	12	2.1
2	40	3	12	2.1
3	60	3	12	2.1
4	60	2	12	2.1
5	60	1	12	2.1
6	60	3	9	1.9
7	60	3	6	1.5

①为了研究t与绳子长度l的关系，应选择序号为

3、6、7

的数据进行分析，
②通过分析表中的数据可以得出初步的结论：t与

悬线长度

有关（填写符号）．
③小涛在实验中发现，瓶子每摆动一次所用的时间其实很难测准，请你帮他想一个更准确的测量方法，具体是：

可以测出瓶子摆动N次的总时间，再用总时间除以N

．

Answer 1

分析：（1）根据影响动能和势能的因素进行判断；
物体的质量越大、速度越大，则动能越大；物体的质量越大，被举高度越大，则势能越大；
（2）①要探究t与绳子长度l的关系，需保证小球质量m、小球移开的距离s相同，绳子长度l不同；
②用控制变量法分别分析t与小球质量m、绳子长度l、小球移开的距离s的关系，得出结论；
③用测量仪器测量较小的物理量时，可以多测一些，然后用总的除以所测的数目．

解答：解：（1）甲图中，小球从A点由静止开始摆动到B点的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；
小球从A点由静止开始摆动到C点的过程中，由A到B，势能减小，由B到C势能增大，所以是先变大后变小；
（2）①3、6、7，瓶质量m、瓶移开的距离s相同，悬线长度l不同，所以可以探究t与悬线长度l的关系；
②1、2、3，悬线长度l、瓶移开的距离s相同，瓶质量m不同，来回时间t相同，可得来回时间与物体的质量无关；
4、5瓶质量m、悬线长度l相同，瓶移开的距离s不同，来回时间t相同，可得来回时间与瓶移开的距离s无关；
3、6、7，瓶质量m、瓶移开的距离s相同，悬线长度l不同，来回时间t相同，可得来回时间与悬线长度l有关；
③瓶子每摆动一次所用的时间太短，很难侧准，所以可以测出瓶子摆动N次的总时间，再用总时间除以N，便是摆动一次用的时间．
故答案为：（1）变大；先变大后变小；（2）①3、6、7；②悬线长度；③可以测出瓶子摆动N次的总时间，再用总时间除以N．

点评：“观察小球摆动时动能和势能的转化”的实验，同时探究了影响单摆摆动时间的因素，考查了动能和势能大小的判断，特别（2）中，单摆摆动一次时间与多个因素有关，很好地运用了控制变量法．