Question

11．如圖所示的裝置叫單擺，細(xì)線上端固定，下端懸掛一小球來回擺動．利用該實驗小惠和小莉?qū)τ谛∏驍[動的快慢，各自提出了如下猜想：
小惠認(rèn)為懸掛小球的細(xì)線越短，小球擺動越快；小莉認(rèn)為小球的質(zhì)量越小，小球擺動得越快．小惠和小莉的猜想是否正確呢？請你選擇其中一人的猜想進(jìn)行探究，幫助他們設(shè)計實驗方案．驗證小惠的猜想的實驗方案：
a．所需要的實驗器材：一個小球、兩條長度不同的繩子和秒表．
b．實驗步驟及判斷猜想是否正確的方法．小球系在一條長繩的下端，懸掛起來讓其擺動，用停表測其擺動20次的時間，算出其擺動一次所用的時間t₁．改換不同長度的繩子做幾次同樣的實驗，比較各次實驗中擺動一次所用的時間t₂．如果t₁＞t₂說明小惠的結(jié)論是正確的，否則不正確．
c．實驗中發(fā)現(xiàn)，小球擺動一次所用時間很難側(cè)，請你幫她們想一個更準(zhǔn)確的測量方法：我們可以測量小球擺動多次所用的時間，從而算出擺動一次的時間．

Answer 1

分析 單擺往返一次的時間可能跟單擺的長度有關(guān)，也可能跟單擺的質(zhì)量有關(guān)．研究單擺往返一次的時間的影響因素，采用控制變量法．
（1）還需要測量質(zhì)量、時間和長度的儀器；
（2）小球系在一條長繩的下端，懸掛起來讓其擺動，用停表測其擺動20次的時間，算出其擺動一次所用的時間t₁．改換不同長度的繩子做幾次同樣的實驗，比較各次實驗中擺動一次所用的時間t₂．如果t₁＞t₂說明小惠的結(jié)論是正確的，否則不正確；
（3）擺動一次用的時間很難測準(zhǔn)，所以可以采用累積法．研究t與l關(guān)系，必須保持質(zhì)量不變，懸線長度不同．

解答 解：選擇小惠的猜想；
小惠認(rèn)為：懸掛小球的細(xì)線越短，小球擺動一個來回所用的時間就越短；為了驗證往返時間跟擺長的關(guān)系，需使小球的質(zhì)量不變，改變擺長．
因此需要的器材：一個小球、兩條長度不同的繩子和秒表；
實驗步驟：小球系在一條長繩的下端，懸掛起來讓其擺動，用停表測其擺動20次的時間，算出其擺動一次所用的時間t₁．改換不同長度的繩子做幾次同樣的實驗，比較各次實驗中擺動一次所用的時間t₂．如果t₁＞t₂說明小惠的結(jié)論是正確的，否則不正確．
c、我們可以測量小球擺動多次所用的時間，從而算出擺動一次的時間．即測出擺動n次的時間t，則擺一次的時間為 $\frac{t}{n}$．
故答案為：小惠；
a、一個小球、兩條長度不同的繩子和秒表；
b、小球系在一條長繩的下端，懸掛起來讓其擺動，用停表測其擺動20次的時間，算出其擺動一次所用的時間t₁．改換不同長度的繩子做幾次同樣的實驗，比較各次實驗中擺動一次所用的時間t₂．如果t₁＞t₂說明小惠的結(jié)論是正確的，否則不正確；
c、我們可以測量小球擺動多次所用的時間，從而算出擺動一次的時間．

點評 用控制變量法研究單擺往返一次的時間的影響因素．能根據(jù)研究的問題，選擇器材，設(shè)計實驗．