Question

五一节，小瑞在公园里看到小朋友们荡秋千时不停地往复摆动．他想：秋千小角度往复摆动一次的时间与哪些因素有关呢？他提出了三种猜想：

猜想1：可能与小朋友的质量有关；

猜想2：可能与摆动的幅度有关；

猜想3：可能与绳长有关．

（1）为了验证猜想是否正确，他设计了如图a所示的装置，用系有细线（线长L可调）的小球来模拟秋千的运动进行了如下探究（摆动角度均较小）：

①如图a所示，用细线系住一铁球，保持细线的长度一定，使小球从A点由静止释放，改变OA（O为固定悬点）的连线与竖直方向的夹角θ以改变小球摆动的幅度，测出小球在AB间往复运动一次所用的时间t与θ的关系如下表所示，由此可得出的结论是

            ．

θ/度	4	6	8	10
t/秒	2.0	2.0	2.0	2.0

 

 

 

②用细线系住一铁球，改变细线的长度，使小球以较小的幅度在竖直面内CD之间摆动，用频闪相机（保持曝光时间间隔相等）拍摄小球由C运动至D的过程中的位置如图b所示（除C位置外，其余细线未画出），由此分析可知，上述猜想       是正确的，其具体关系可表述为           ．

（2）请设计实验来探究秋千往复摆动一次的时间与小朋友的质量之间的关系，简述你的实验方案．

简要做法：     ；

判断方法：     ．

 

Answer 1

【答案】

（1）（2分）①秋千小角度往复摆动一次的时间与摆动的幅度无关②（2分）3   其他条件相同时，秋千小角度往复摆动一次的时间随绳长的增大而增大（此处未说明控制变量也算对）（2）（3分）用细线系住一铁球，使小球以较小的幅度在竖直面内摆动，用频闪相机（或计时器）测算出小球往复摆动一次的时间t₁；让线摆动的幅度与绳长保持不变，改变小球的质量，再做两次，测出对应时间t₂、t₃（体现控制变量即可给分）（1分）若t₁、t₂、t₃相等，则与质量无关；若t₁、t₂、t₃不相等，则与质量有关

【解析】（1）由图可知，角度改变，但摆动的时间没变，说明秋千小角度往复摆动一次的时间与摆动的幅度无关；当摆长不同时，由图可看出，球摆动的时间也不同，并且是秋千小角度往复摆动一次的时间随绳长的增大而增大；（2）要探究秋千往复摆动一次的时间与小朋友的质量之间的关系，必须保持摆幅和绳长相同，改变小球的质量来研究。