小華按課本“動手動腦學(xué)物理”的要求在一條長線的一端系一個螺母做成了一個如圖所示的單擺，觀察擺動的過程，小華發(fā)現(xiàn)螺母每擺一個來回所用的時間似乎相同。于是他對螺母來回擺動一次所用時間t有了兩個猜想：（a）t可能與螺母的質(zhì)量m有關(guān)；（b）t可能跟線的長度l有關(guān)。
（1）為驗證猜想，除線和幾個質(zhì)量m已知的螺母外，小華還需器材：秒表秒表、刻度尺刻度尺。
（2）小華在不同條件下，測出螺母來回擺動一次所用的時間t后，得到表中的一些數(shù)據(jù)。
| 序號 | 螺母的質(zhì)量m/g | 線的長度l/cm | 來回擺動一次的時間t/s |
| 1 | 30 | 120 | 2.2 |
| 2 | 40 | 120 | 2.2 |
| 3 | 50 | 120 | 2.2 |
| 4 | 50 | 90 | 1.9 |
| 5 | 50 | 60 | 1.5 |
1、2、3
1、2、3
的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；②通過分析表中的數(shù)據(jù)可得出初步結(jié)論：t與
質(zhì)量
質(zhì)量
無關(guān)，與 長度
長度
有關(guān)；（3）實驗中發(fā)現(xiàn)，螺母擺動一個來回所用時間很難測準(zhǔn)，請你幫小華設(shè)計一個更好的測量方法：
可以測出擺動100次所用的時間t,然后用就是單擺擺動1次所用的時間
t
100
可以測出擺動100次所用的時間t,然后用就是單擺擺動1次所用的時間
。t
100
【考點】單擺的應(yīng)用；物理學(xué)方法的選擇．
【答案】秒表；刻度尺；1、2、3；質(zhì)量；長度；可以測出擺動100次所用的時間t，然后用就是單擺擺動1次所用的時間
t
100
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/8/29 14:0:9組卷：31引用：5難度：0.5
相似題
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1．通過進(jìn)一步觀察，伽利略發(fā)現(xiàn)：不論擺動的幅度大些還是小些，完成一次擺動的時間（即擺動周期）是一樣的，這在物理學(xué)中叫做“擺的等時性”原理，各種機械擺鐘都是根據(jù)這個原理制作的。
著名物理學(xué)家伽利略在比薩大學(xué)讀書時，對擺動規(guī)律的探究，是他第一個重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，有一次他發(fā)現(xiàn)教堂上的吊燈因為風(fēng)吹不停地擺動，盡管吊燈的擺動幅度越來越小，但每一次擺動的時間似乎相等。
后來，伽利略又把不同質(zhì)量的鐵球系在繩端做擺錘進(jìn)行實驗，他通過研究發(fā)現(xiàn)了擺的一系列規(guī)律。
小芳對“伽利略對擺動的研究”很感興趣，于是仿照伽利略的做法利用如圖所示的裝置進(jìn)行實驗，她先測出了擺線的懸掛點O到鐵球球心的距離L，擺動過程中擺線長度不變，并將此定義為擺長L，然后將鐵球拉倒左側(cè)最高點，釋放小球，使小球來回擺動，再測出了擺球擺動30次所用的時間，進(jìn)而算出擺球擺動一次所用時間。小芳猜想這一時間可能與擺球的質(zhì)量m和擺長L有關(guān)，她做探究擺動一次所用的時間與擺長關(guān)系的實驗數(shù)據(jù)如表：
（1）小芳用鐵球制成擺，把鐵球拉倒不同高度，位置越高，鐵球的能越大，若不考慮空氣阻力和其他能量損失，鐵球會一直擺動下去，擺動過程中鐵球的能保持不變。
次數(shù)擺線長
L/m擺動30次的時間/s 擺動1次
時間/s1 0.25 30.0 1.0 2 0.50 42.6 1.4 3 0.75 52.1 1.7 4 1.00 60.0 2.0 5 2.00 85.1 2.8
（2）不論擺動的幅度大些還是小些，完成一次擺動的時間是一樣的，這在物理學(xué)中叫做擺的性。小芳在實驗中擺球擺動的幅度可以用來表示。
（3）小芳在探究一次所用的時間T與擺長L關(guān)系的實驗中，下列做法中必須的是
A．控制擺長L保持不變 B．控制擺動的幅度保持不變
C．控制擺球的質(zhì)量保持不變 D．控制擺動30次的時間保持不變
（4）小芳在實驗中用到的測量工具有和。
（5）分析表中數(shù)據(jù)可知，擺球擺動一次所用的時間T隨著擺長L的增大而，T很可能與成正比。發(fā)布：2024/10/27 17:0:2組卷：78引用：1難度：0.1 -
2．小剛同學(xué)正在游樂場觀察一位小朋友蕩秋千，他注意到：小朋友在來回擺動時，每一次擺動的時間似乎相等。
為了驗證這個猜想是否正確，小剛同學(xué)用一個簡單的實驗?zāi)M了小朋友蕩秋千的過程，用秒表測量了每一次擺動所用的時間，發(fā)現(xiàn)確實相等。他感到非常好奇和驚喜，把這個實驗過程和結(jié)論告訴了在同一物理學(xué)習(xí)小組的小明、小紅。他們又查閱了有關(guān)的物理資料，了解到如圖1所示的裝置叫單擺。單擺來回擺動一次，即A→B→C→B→A所用的時間，叫做單擺的周期。他們所發(fā)現(xiàn)的每擺動一次所用的時間相等的規(guī)律，伽利略300多年前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，叫做“擺的等時性原理”，人們還利用這個原理制造了擺鐘。
小明又提出：一個單擺每次擺動所用的時間相等，是不是所有的單擺周期都相等呢？
于是，他們又制作了各種各樣的單擺。擺球質(zhì)量有大的，有小的；擺線有長的，有短的…通過多次測量他們發(fā)現(xiàn)，不同單擺的周期常常不相等。那么單擺的周期跟什么因素有關(guān)呢？他們根據(jù)各種單擺擺動的情況猜測：單擺的周期可能跟擺球的質(zhì)量、擺線的長度及開始時擺球的高度有關(guān)。為了驗證這些猜想是否正確，他們設(shè)計并進(jìn)行了下面的三組實驗：
仔細(xì)觀察圖中給出的信息，你知道他們每一組實驗的目的是什么嗎？通過每一組實驗可以得出什么結(jié)論？
第（1）組：研究目的；結(jié)論。
第（2）組：研究目的；結(jié)論。
第（3）組：研究目的；結(jié)論。
生活中常見利用擺的等時性制造的擺鐘，擺的下端有一個可上下調(diào)動的螺母，調(diào)節(jié)它，可以調(diào)節(jié)鐘表的快慢。如果鐘表慢了，應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)？請你說說其中的道理。發(fā)布：2024/10/27 17:0:2組卷：25引用：1難度：0.5 -
3．閱讀短文，回答問題：
單擺 用一根長度不變、質(zhì)量可忽略不計的細(xì)線懸掛一個小球，在重力作用從一定的高度在豎直平面內(nèi)作周期運動，就成為單擺。如圖甲所示，小球在A、B之間來回擺動，從繩的上端到小球球心的距離叫擺長，用l表示，單位：米。
單擺在擺動過程中速度會發(fā)生變化，向下擺動速度會增大，向上擺動速度會減小。
單擺來回擺動一次的時間叫做周期，用T表示，單位：秒。由于單擺來回擺動一次的時間較短，直接測量誤差較大。意大利物理學(xué)家伽利略發(fā)現(xiàn)：在一定的范圍內(nèi)，不論擺動的幅度多大，單擺完成一次擺動的時間總相同，即擺的等時性原理。因此，通過測量單擺來回擺動多次的時間，再計算出來回擺動一次的時間，可提高周期測量的準(zhǔn)確性。
小明在某次實驗中探究了周期T與擺長l的關(guān)系，獲得的數(shù)據(jù)如下表所示：
擺鐘（如圖乙所示）、蕩秋千等就是生活中的單擺。實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 擺長l/m 0.30 0.40 0.50 0.60 .70 0.80 0.90 1.00 周期T/s 1.1 1.3 1.4 1.5 1.7 1.8 1.9 2.0 周期平方T2/s2 1.2 1.6 2.0 2.3 2.9 3.2 3.6 4.0 
（1）從表中數(shù)據(jù)可知，單擺的擺長l越長，周期T越（長/短）。
（2）請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖丙中作出單擺周期的平方T2與擺長l的關(guān)系圖象。
（3）關(guān)于單擺，下列說法正確的是。
A．小球在擺動的過程中運動狀態(tài)不變
B．小球從A擺向B的過程中，經(jīng)過E點速度小于經(jīng)過F點的速度
C．在一定的范圍內(nèi)，若將小球拉到更高的位置由靜止釋放，則擺動的周期會變長
D．若家里的擺鐘慢了，可通過縮短擺長進(jìn)行校正
（4）圖甲中當(dāng)小球擺到最高點B時，速度為0，此時小球（是/不是）處于平衡狀態(tài)，你的理由是。
（5）圖甲中，當(dāng)小球從A擺向B的過程中，經(jīng)過F點時，剪斷細(xì)后，則小球?qū)⒀厝鐖D中的哪條路徑繼續(xù)運動？（不計空氣阻力）。
發(fā)布：2024/10/27 17:0:2組卷：49引用：1難度：0.5
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