Question

4．如圖所示，小華和小靜在用單擺做動能和勢能轉(zhuǎn)化的實驗中，注意到小球往返擺動的時間很有規(guī)律，由此做出猜想：小球往返擺動一次的時間可能與小球質(zhì)量m、擺長L和小球擺動的幅度S有關(guān)．為了驗證猜想，她們做了以下實驗探究：
（1）小球從A釋放，在擺動過程中若小球從B擺動到A，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能．
（2）先用一小球，使其擺動，記下小球往返擺動20次所用的時間，算出小球往返擺動1次所用的時間t₁；在用擺長相同，質(zhì)量不同的另一小球，重復(fù)上述實驗算出小球往返擺動1次所用的時間t₂．實驗后小華經(jīng)過仔細(xì)思考發(fā)現(xiàn)在兩次實驗過程中，還應(yīng)使小球的擺動幅度相同，實驗方案才是完善的．經(jīng)分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)t₁=t₂，可以得出初步結(jié)論小球往返擺動一次的時間與質(zhì)量無關(guān)．
（3）在實驗過程中，每次都是通過測出小球往返20次所需的時間然后計算出小球往返擺動一次所需時間，這樣做的目的是為了減小誤差．
（4）小球在擺動過程中，擺動幅度越來越小，最終停止在最低處，是因為小球運動過程中受到空氣的阻力，減少的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

Answer 1

分析 （1）在重力作用下，物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，根據(jù)轉(zhuǎn)化前后能量存在的形式分析答題；
（2）球往返擺動一次的時間可能與小球質(zhì)量m、擺長L和小球擺動的幅度S有關(guān)，實驗探究時應(yīng)采用控制變量法，分析實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)控制變量法得出實驗結(jié)論；
（3）多次測量求平均值可以減小誤差；
（4）自由擺動的擺球擺動幅度越來越小，說明擺球的機械能越來越少，減小的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

解答 解：（1）由圖示可知，小球在最低點時速度最大，動能最大，在從最低點擺到最高點的過程中，小球的速度逐漸減小動能減小，小球的高度增加，重力勢能增加，在這個過程中，小球的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；
（2）球往返擺動一次的時間可能與小球質(zhì)量m、擺長L和小球擺動的幅度S有關(guān)，實驗探究時應(yīng)采用控制變量法，即探究小球往返擺動一次的時間和小球質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)控制擺長和擺動幅度相同，改變小球的質(zhì)量；發(fā)現(xiàn)t₁=t₂，說明小球往返擺動一次的時間與質(zhì)量無關(guān)；
（3）實驗中通過測出小球往返20次所需的時間然后計算，這樣是采用多次測量取平均值的方法來達到減小誤差的目的；
（4）自由擺動的擺球擺動幅度越來越小，說明擺球的機械能越來越少，擺球的機械能越來越少，減小的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
故答案為：
（1）動；重力勢；
（2）擺動幅度相同；小球往返擺動一次的時間與質(zhì)量無關(guān)；
（3）減小誤差；
（4）小球運動過程中受到空氣的阻力，減少的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

點評 本題考查的是我們對于物理實驗探究方法的掌握，我們學(xué)習(xí)物理，不僅僅時學(xué)習(xí)知識，更重要的是學(xué)習(xí)探究方法，這也是現(xiàn)在中考考查的一個側(cè)重點，需要掌握．