(2013?南通模擬)五一節(jié),小瑞在公園里看到小朋友們蕩秋千時(shí)不停地往復(fù)擺動(dòng).他想:秋千小角度往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間與哪些因素有關(guān)呢?他提出了三種猜想:
猜想1:可能與小朋友的質(zhì)量有關(guān);
猜想2:可能與擺動(dòng)的幅度有關(guān);
猜想3:可能與繩長有關(guān).
(1)為了驗(yàn)證猜想是否正確,他設(shè)計(jì)了如圖a所示的裝置,用系有細(xì)線(線長L可調(diào))的小球來模擬秋千的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了如下探究(擺動(dòng)角度均較小):
θ/度 |
4 |
6 |
8 |
10 |
t/秒 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
①如圖a所示,用細(xì)線系住一鐵球,保持細(xì)線的長度一定,使小球從A點(diǎn)由靜止釋放,改變OA(O為固定懸點(diǎn))的連線與豎直方向的夾角θ以改變小球擺動(dòng)的幅度,測出小球在AB間往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次所用的時(shí)間t與θ的關(guān)系如上表所示,由此可得出的結(jié)論是
秋千小角度往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間與擺動(dòng)的幅度無關(guān)
秋千小角度往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間與擺動(dòng)的幅度無關(guān)
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②用細(xì)線系住一鐵球,改變細(xì)線的長度,使小球以較小的幅度在豎直面內(nèi)CD之間擺動(dòng),用頻閃相機(jī)(保持曝光時(shí)間間隔相等)拍攝小球由C運(yùn)動(dòng)至D的過程中的位置如圖b、c所示(除C位置外,其余細(xì)線未畫出),由此分析可知,上述猜想
3
3
是正確的,其具體關(guān)系可表述為
在質(zhì)量與振幅相同時(shí),秋千小角度往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間隨繩長的增大而增大
在質(zhì)量與振幅相同時(shí),秋千小角度往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間隨繩長的增大而增大
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(2)請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探究秋千往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間與小朋友的質(zhì)量之間的關(guān)系,簡述你的實(shí)驗(yàn)方案.
簡要做法:
用細(xì)線系住一鐵球,使小球以較小的幅度在豎直面內(nèi)擺動(dòng),用頻閃相機(jī)(或計(jì)時(shí)器)測算出小球往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間t1;讓線擺動(dòng)的幅度與繩長保持不變,改變小球的質(zhì)量,再做兩次,測出對應(yīng)時(shí)間t2、t3
用細(xì)線系住一鐵球,使小球以較小的幅度在豎直面內(nèi)擺動(dòng),用頻閃相機(jī)(或計(jì)時(shí)器)測算出小球往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間t1;讓線擺動(dòng)的幅度與繩長保持不變,改變小球的質(zhì)量,再做兩次,測出對應(yīng)時(shí)間t2、t3
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判斷方法:
若t1、t2、t3相等,則與質(zhì)量無關(guān);若t1、t2、t3不相等,則與質(zhì)量有關(guān)
若t1、t2、t3相等,則與質(zhì)量無關(guān);若t1、t2、t3不相等,則與質(zhì)量有關(guān)
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