Question

4．如图所示是一条细绳一端系一个小铁块做成的摆，小明用电子表测出了这个摆的周期（摆动一个来回所用的时间）后，想探究摆的周期与什么因素有关．他猜想可能与小铁块的质量有关，还可能与细绳的长短有关．于是他通过改变小铁块的质量和细绳的长度测出摆动30个周期所用的时间，得出如表的实验数据：

测量值 次数	铁块质量（g）	细绳长度（cm）	30个周期（s）	周期（s）
1	10	50	42.0	1.4
2	10	80	54.0	1.8
3	20	50	42.0	1.4
4	20	80	54.0	1.8

（1）摆动一个来回所用的时间比较短，难以测准，为了减小误差，小明的做法是：多次测量求平均值
（2）在第1、2次实验中，小明用“保持质量不变，改变细绳长度”方法来探究摆的周期与细绳长度的关系．这种方法是物理学中研究问题常用的控制变量法．
（3）通过比较第l、2次实验的两组数据，得出的实验结论是在摆的质量一定时，摆长越长，周期越大；通过比较第1、3或2、4实验的两组数据，得出的实验结论是：摆的周期与小铁块的质量无关．
（4）通过实验分析，小明得出的实验结论是摆的周期与小铁块的质量无关，与摆长有关．

Answer 1

分析 （1）一次测量误差较大，为了减小误差应进行多次测量，然后求平均值；
（2）实验中应用了控制变量法；
（3）根据表中数据，应用控制变量法进行分析，然后得出结论；
（4）分析表中数据，看摆的周期与小铁块质量、摆长间有什么关系从而得出结论．

解答 解：
（1）直接测出一个周期，测得的周期误差较大，正确的做法是多次测量求平均值以减小误差；
（2）1、2次实验中，小明用“保持质量不变，改变细绳长度”方法来探究摆的周期与细绳长度的关系，应用了控制变量法；
（3）由表中实验数据可知，1、2次实验，铁块质量相等，摆线长度不同，摆线长度越长摆的周期越大；
由表中实验数据可知，1、3或2、4实验中，小铁块的质量不同，摆线的长度相同，摆的周期相同，由此可知：摆的周期与小铁块的质量无关；
（4）由表中实验数据可知：摆的周期与小铁块的质量无关，与摆长有关．
故答案为：（1）多次测量求平均值；（2）控制变量；（3）在摆的质量一定时，摆长越长，周期越大；1、3或2、4；（4）摆的周期与小铁块的质量无关，与摆长有关．

点评 本题是一道实验探究题，应用了控制变量法，认真分析表中实验数据、熟练应用控制变量法是解题的关键．