Question

一組同學(xué)用DIS研究“彈簧振子的振動周期和哪些因素有關(guān)”的探究過程如下：

A．有同學(xué)認(rèn)為：彈簧振子的質(zhì)量越大，慣性越大，周期也應(yīng)該越大．也有同學(xué)認(rèn)為周期跟勁度系數(shù)有關(guān)。

B．設(shè)計實驗：裝置如圖甲。準(zhǔn)備選用的器材有：力傳感器、質(zhì)量為m0的鉤碼若干個，勁度系數(shù)為K的輕質(zhì)彈簧若干個（已知n個勁度系數(shù)為的彈簧串聯(lián)后的勁度系數(shù)為）

C．實驗過程如下： 用力將鉤碼向下拉一段距離后放手，鉤碼上下振動，力傳感器上顯示出力隨時間的變化關(guān)系（如圖乙），改變鉤碼的個數(shù)或用幾個彈簧串聯(lián)后反復(fù)實驗，得到表一、表二的數(shù)據(jù)：

D．同學(xué)們對實驗數(shù)據(jù)進行分析、歸納后，對他們的假設(shè)進行了補充完善。問：

（1）上述科學(xué)探究活動中，屬于“制定計劃”和“搜集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是：      、     。
（2）用力傳感器觀測力隨時間的變化關(guān)系，其目的是：              。
（3）周期T與彈簧振子質(zhì)量的關(guān)系是：                        。
周期T與彈簧勁度系數(shù)的關(guān)系是：                           。
（4）如果，則周期表達式。

Answer 1

（1）B、C
（2）確定振動的周期
（3）；
（4）

此題涉及力學(xué)實驗測定彈簧振子的振動周期和哪些因素有關(guān)。在探究活動中，A是在猜想假設(shè)，B在制定計劃，C是獲得數(shù)據(jù)，搜集證據(jù)，D為數(shù)據(jù)處理。所以選BC。用力傳感器觀測力隨時間的變化關(guān)系，為了獲得確定振動的周期，從而推測周期與哪些因素有關(guān)。。有表格數(shù)據(jù)可以看出規(guī)律，周期的平方與振子質(zhì)量成正比，周期的平方與彈簧勁度系數(shù)成反比。可以假設(shè)帶入數(shù)據(jù)解得a=6.28，所以周期表達式為。本題考查了實驗設(shè)計操作實驗數(shù)據(jù)處理，有一定難度。