Question

8．小芳在公園里看到一個小孩在蕩秋千．她發(fā)現(xiàn)無論小孩的秋千擺蕩得高還是低，來回擺動一次的時間好像并沒有不同；當(dāng)小孩離開后，秋千繼續(xù)擺動的快慢似乎和有人時也相同．那么秋千來回擺動一次的時間會受什么因素影響呢？她做出了以下猜想：A．可能與秋千擺動的幅度有關(guān)；B．可能與秋千和人的質(zhì)量有關(guān)；C．可能與秋千吊繩的長度有關(guān)．
她決定用單擺來模擬秋千，探究單擺來回擺動一次的時間與什么因素有關(guān)，于是她準(zhǔn)備了不同質(zhì)量的小鐵球、細(xì)線、刻度尺、停表、鐵架臺等器材．實驗裝置如圖甲所示．

實驗 次數(shù)	擺幅 （m）	小球質(zhì)量 （kg）	擺長 （m）	時間 （s）
1	0.1	0.03	0.8	1.8
2[	0.1	0.04	0.8	1.8
3	0.2	0.04	0.8	1.8
4	0.2	0.04	1	2.0

（1）小芳完成了實驗并將數(shù)據(jù)記如如表，分析數(shù)據(jù)可知：單擺來回擺動一次的時間只與擺長有關(guān)．
（2）接著，小芳在擺線懸掛點O的正下方固定一鐵釘P，將擺球從A點釋放，擺線碰到鐵釘后擺球仍能繼續(xù)擺動，到達(dá)B點后再擺回，如此往復(fù)，如圖乙所示．若擺長為0.8m，則單擺在A、B兩點間來回擺動一次所需時間應(yīng)小于l.8s（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）不計空氣阻力及各處的摩擦．?dāng)[球到達(dá)的A、B兩點是否在同一水平線上？答：是（選填“是”或“不是”），因為擺的重力勢能相同．
（4）生活中若如圖丙所示的擺鐘走慢了，校準(zhǔn)時應(yīng)將擺長變短（選填“增大”或“減小”）鐘擺的長度．

Answer 1

分析 決定秋千往返擺動的時間可能有：擺長、質(zhì)量、擺動幅度．一定利用控制變量法分析，即研究任意一個因素和往返擺動時間的關(guān)系時，一定保證其它兩個因素不變．

解答 解：（1）分析實驗數(shù)據(jù)可知：往返擺動的時間在擺動幅度、質(zhì)量變化時，擺長不變，擺動的時間不變；只有在擺長改變了，往返擺動的時間才改變；所以可得結(jié)論：往返擺動的時間與擺長有關(guān)，與小球質(zhì)量和擺動幅度無關(guān)．
（2）由表格數(shù)據(jù)可以得出，單擺在A、B兩點間來回擺動一次所需時間與擺幅無關(guān)，與擺長有關(guān)，擺長短了，會小于1.8s．
（3）根據(jù)能量守恒定律，擺球在擺動過程中機(jī)械能守恒，A、B兩點均為最高點，即重力勢重力勢能相等，所以所處高度相同．故擺球到達(dá)的A、B兩點是在同一水平線上．
（4）由實驗可知，單擺擺長越長，單擺的周期越大，擺鐘變慢了，說明擺鐘的周期變大了，擺長太長，為了校準(zhǔn)擺鐘，可以將擺長變短．
故答案為：（1）擺長；（2）小于；（3）是；重力勢能相同；（4）將擺長變短．

點評 往返擺動的時間受擺長的影響，鐘擺越長，往返擺動的時間越長．