小明在公園里看到一個(gè)小孩在蕩秋千,他發(fā)現(xiàn)無(wú)論小孩的秋千擺蕩的高還是低,來(lái)回?cái)[動(dòng)一次的時(shí)間(我們把秋千來(lái)回?cái)[動(dòng)一次的時(shí)間叫做周期)好像并沒(méi)有什么不同。那么秋千擺動(dòng)的周期會(huì)受什么因素影響呢?他做出了以下猜想:
猜想A:可能與秋千擺動(dòng)的幅度有關(guān);
猜想B:可能與秋千和人的質(zhì)量有關(guān);
猜想C:可能與秋千吊繩的長(zhǎng)度有關(guān);
他決定用單擺來(lái)模擬秋千,探究單擺擺動(dòng)的周期與什么因素有關(guān),于是他準(zhǔn)備了已知質(zhì)量的小鐵球、細(xì)線、鐵架臺(tái)等器材,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。
序號(hào) |
擺幅/m |
小球質(zhì)量/kg |
擺長(zhǎng)/m |
周期T/s |
周期平方T2/s2 |
1 |
0.1 |
0.04 |
0.3 |
1.1 |
1.2 |
2 |
0.1 |
0.04 |
0.4 |
1.3 |
1.6 |
3 |
0.1 |
0.04 |
0.5 |
1.4 |
2.0 |
4 |
0.1 |
0.05 |
0.3 |
1.1 |
1.2 |
5 |
0.1 |
0.06 |
0.3 |
1.1 |
1.2 |
6 |
0.2 |
0.04 |
0.3 |
1.1 |
1.2 |
7 |
0.3 |
0.04 |
0.3 |
1.1 |
1.2 |
(1)實(shí)驗(yàn)中需要的測(cè)量器材:
秒表
秒表
、
刻度尺
刻度尺
。
(2)小明發(fā)現(xiàn)直接測(cè)量小球往復(fù)擺動(dòng)一次時(shí)間誤差較大,請(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)一種減小誤差的方案:
在單擺長(zhǎng)度一定時(shí),連續(xù)測(cè)量10個(gè)周期所用的時(shí)間,最后將此時(shí)間除以10,就是擺動(dòng)一次的周期
在單擺長(zhǎng)度一定時(shí),連續(xù)測(cè)量10個(gè)周期所用的時(shí)間,最后將此時(shí)間除以10,就是擺動(dòng)一次的周期
。
(3)小明完成實(shí)驗(yàn),并將數(shù)據(jù)記入表格,分析數(shù)據(jù)可知:?jiǎn)螖[擺動(dòng)的周期只與
擺長(zhǎng)
擺長(zhǎng)
有關(guān);若用質(zhì)量為80g的小鐵球,制成擺長(zhǎng)為50cm的單擺,根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)結(jié)論可推測(cè),這個(gè)單擺的周期應(yīng)是
1.4
1.4
s。
(4)擺線長(zhǎng)度一定時(shí),如果用乒乓球替代鐵球重復(fù)以上實(shí)驗(yàn),測(cè)得T明顯變大。由此可可知,當(dāng)擺錘密度很小時(shí),
擺錘材料
擺錘材料
對(duì)擺動(dòng)快慢的影響不可以忽略。
(5)若生活中擺鐘走慢了(如圖乙所示),應(yīng)使鐘擺的長(zhǎng)度適當(dāng)變
短
短
。