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菁優(yōu)網(wǎng)小明在公園里看到一個小孩在蕩秋千,他發(fā)現(xiàn)無論小孩的秋千擺蕩的高還是低,來回擺動一次的時間(我們把秋千來回擺動一次的時間叫做周期)好像并沒有什么不同。那么秋千擺動的周期會受什么因素影響呢?他做出了以下猜想:
猜想A:可能與秋千擺動的幅度有關(guān);
猜想B:可能與秋千和人的質(zhì)量有關(guān);
猜想C:可能與秋千吊繩的長度有關(guān);
他決定用單擺來模擬秋千,探究單擺擺動的周期與什么因素有關(guān),于是他準(zhǔn)備了已知質(zhì)量的小鐵球、細(xì)線、鐵架臺等器材,實驗裝置如圖甲所示。
序號 擺幅/m 小球質(zhì)量/kg 擺長/m 周期T/s 周期平方T2/s2
1 0.1 0.04 0.3 1.1 1.2
2 0.1 0.04 0.4 1.3 1.6
3 0.1 0.04 0.5 1.4 2.0
4 0.1 0.05 0.3 1.1 1.2
5 0.1 0.06 0.3 1.1 1.2
6 0.2 0.04 0.3 1.1 1.2
7 0.3 0.04 0.3 1.1 1.2
(1)實驗中需要的測量器材:
秒表
秒表
、
刻度尺
刻度尺

(2)小明發(fā)現(xiàn)直接測量小球往復(fù)擺動一次時間誤差較大,請你幫他設(shè)計一種減小誤差的方案:
在單擺長度一定時,連續(xù)測量10個周期所用的時間,最后將此時間除以10,就是擺動一次的周期
在單擺長度一定時,連續(xù)測量10個周期所用的時間,最后將此時間除以10,就是擺動一次的周期

(3)小明完成實驗,并將數(shù)據(jù)記入表格,分析數(shù)據(jù)可知:單擺擺動的周期只與
擺長
擺長
有關(guān);若用質(zhì)量為80g的小鐵球,制成擺長為50cm的單擺,根據(jù)上面實驗結(jié)論可推測,這個單擺的周期應(yīng)是
1.4
1.4
s。
(4)擺線長度一定時,如果用乒乓球替代鐵球重復(fù)以上實驗,測得T明顯變大。由此可可知,當(dāng)擺錘密度很小時,
擺錘材料
擺錘材料
對擺動快慢的影響不可以忽略。
(5)若生活中擺鐘走慢了(如圖乙所示),應(yīng)使鐘擺的長度適當(dāng)變
。

【考點(diǎn)】單擺的應(yīng)用
【答案】秒表;刻度尺;在單擺長度一定時,連續(xù)測量10個周期所用的時間,最后將此時間除以10,就是擺動一次的周期;擺長;1.4;擺錘材料;短
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/28 8:0:9組卷:41引用:1難度:0.7
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)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(jī)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(diǎn)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(diǎn),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:

    次數(shù)
    擺線長
    L/m
    擺動30次的時間/s 擺動1次
    時間/s
    1 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
    (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。
    (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
    。
    (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
  • 菁優(yōu)網(wǎng)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:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    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(yùn)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:
    實驗次數(shù)12345678
    擺長l/m0.300.400.500.60.700.800.901.00
    周期T/s1.11.31.41.51.71.81.92.0
    周期平方T2/s21.21.62.02.32.93.23.64.0
    擺鐘(如圖乙所示)、蕩秋千等就是生活中的單擺。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (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(yùn)動狀態(tài)不變
    B.小球從A擺向B的過程中,經(jīng)過E點(diǎn)速度小于經(jīng)過F點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)時,剪斷細(xì)后,則小球?qū)⒀厝鐖D中的哪條路徑繼續(xù)運(yùn)動?(不計空氣阻力)
    。
    菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:49引用:1難度:0.5
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