Question

1．如图所示，小华和小静在用单摆做动能和势能转化的实验中，注意到小球往返摆动的时间很有规律，由此做出猜想：小球往返摆动一次的时间可能与小球质量m、摆长L和小球摆动的幅度S有关．为了验证猜想，她们做了以下实验探究：
（1）小球从A释放，在摆动过程中若小球从B摆动到A，动能转化为重力势能．
（2）先用一小球，使其摆动，记下小球往返摆动20次所用的时间，算出小球往返摆动1次所用的时间t₁；在用摆长相同，质量不同的另一小球，重复上述实验算出小球往返摆动1次所用的时间t₂．实验后小华经过仔细思考发现在两次实验过程中，还应使小球的摆动幅度相同，实验方案才是完善的．经分析数据，发现t₁=t₂，可以得出初步结论小球往返摆动一次的时间与质量无关．
（3）在实验过程中，每次都是通过测出小球往返20次所需的时间然后计算出小球往返摆动一次所需时间，这样做的目的是为了减小误差．
（4）小球在摆动过程中，摆动幅度越来越小，最终停止在最低处，是因为小球运动过程中受到空气的阻力，减少的机械能转化为内能．

Answer 1

分析 （1）在重力作用下，物体的动能和势能可以相互转化，根据转化前后能量存在的形式分析答题；
（2）球往返摆动一次的时间可能与小球质量m、摆长L和小球摆动的幅度S有关，实验探究时应采用控制变量法，分析实验数据，根据控制变量法得出实验结论；
（3）多次测量求平均值可以减小误差；
（4）自由摆动的摆球摆动幅度越来越小，说明摆球的机械能越来越少，减小的机械能转化为内能．

解答 解：
（1）由图示可知，小球在最低点B时速度最大，动能最大，在从最低点B摆到最高点A的过程中，小球的速度逐渐减小，动能减小，小球的高度增加，重力势能增加，在这个过程中，小球的动能转化为重力势能；
（2）球往返摆动一次的时间可能与小球质量m、摆长L和小球摆动的幅度S有关，实验探究时应采用控制变量法，即探究小球往返摆动一次的时间和小球质量的关系，应控制摆长和摆动幅度相同，改变小球的质量；发现t₁=t₂，说明小球往返摆动一次的时间与质量无关；
（3）实验中通过测出小球往返20次所需的时间然后计算，这样是采用多次测量取平均值的方法来达到减小误差的目的；
（4）自由摆动的摆球摆动幅度越来越小，说明摆球的机械能越来越少，摆球的机械能越来越少，减小的机械能转化为内能．
故答案为：
（1）动；重力势；
（2）摆动幅度相同；小球往返摆动一次的时间与质量无关；
（3）减小误差；
（4）小球运动过程中受到空气的阻力，减少的机械能转化为内能．

点评 本题考查的是我们对于物理实验探究方法的掌握，我们学习物理，不仅仅时学习知识，更重要的是学习探究方法，这也是现在中考考查的一个侧重点，需要掌握．