Question

13．如圖所示是一條細(xì)繩一端系一個小鐵塊做成的擺，小明用電子表測出了這個擺的周期（擺動一個來回所用的時間）后，想探究擺的周期與什么因素有關(guān)．他猜想可能與小鐵塊的質(zhì)量有關(guān)，還可能與細(xì)繩的長短有關(guān)．于是他通過改變小鐵塊的質(zhì)量和細(xì)繩的長度測出擺動30個周期所用的時間，得出表的實驗數(shù)據(jù)：

測量值次數(shù)	鐵塊質(zhì)量（g）	細(xì)繩長度（cm）	30個周期（s）	周期（s）
1	10	50	42.0	1.4
2	10	80	54.0	1.8
3	20	50	42.0	1.4
4	20	80	54.0	1.8
…

（1）若直接測出擺動一個來回的時間，與測10個來回的時間計算周期相比，測得的周期誤差較大（填“大”或“小”）．
（2）在第1、2次實驗中，小明控制了質(zhì)量不變，改變了繩長來探究擺的周期與細(xì)繩長度的關(guān)系，這是物理學(xué)中研究問題常用的控制變量示．
（3）通過比較第1、3次實驗的兩組數(shù)據(jù)，得出的實驗結(jié)論是：
其它條件相同時，擺的周期與小鐵塊的質(zhì)量無關(guān)．．（圍繞目的回答結(jié)論）
（4）第1、2兩次實驗數(shù)據(jù)對比，已經(jīng)可以得出擺長越長，擺的周期越長，可是小明還進行了第3、4兩次實驗，第5、6兩次，…你覺得小明得到為了得到實驗結(jié)論，這樣做是更科學(xué)還是多余的？科學(xué)的
（5）課本上要求我們制作周期為1s的擺，根據(jù)你的實驗結(jié)果，擺的長度大約是A
A．25cmB．50cmC．75cm．

Answer 1

分析 （1）一次測量誤差較大，為了減小誤差應(yīng)進行多次測量，然后求平均值．
（2）實驗中應(yīng)用了控制變量法，根據(jù)表中1、2數(shù)據(jù)找出變化的量，研究周周期與變化量之間的關(guān)系．
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，應(yīng)用控制變量法進行分析，然后得出結(jié)論．
（4）為得出具有普遍性的結(jié)論應(yīng)多次實驗；
（5）分析表中數(shù)據(jù)，得到擺的周期與擺長的關(guān)系，從而確定答案．

解答 解：（1）直接測出一個周期，測得的周期誤差較大．采用累積法可減小誤差；
（2）1、2次實驗中，應(yīng)用了控制變量法，采用“保持質(zhì)量不變，改變細(xì)繩長度”方法來探究擺的周期與細(xì)繩長度的關(guān)系；
（3）由表中1、3實驗數(shù)據(jù)可知小鐵塊的質(zhì)量不同，擺線的長度相同，擺的周期相同，由此可知：其它條件相同時，擺的周期與小鐵塊的質(zhì)量無關(guān)．
（4）為避免實驗的偶然性，得出具有普遍性的結(jié)論中，應(yīng)多次實驗，第1、2兩次實驗數(shù)據(jù)對比，已經(jīng)可以得出擺長越長，擺的周期越長，可是小明還進行了第3、4兩次實驗，第5、6兩次，…你覺得小明得到為了得到實驗結(jié)論，這樣做是科學(xué)的；
（5）由表中1、2次實驗數(shù)據(jù)可知，鐵塊質(zhì)量相等，擺線長度不同，擺線長度越長擺的周期越大；
具體分析表中數(shù)據(jù)可大致得到，$\frac{1.4}{1.8}≈\sqrt{\frac{50}{80}}$，擺的周期之比約等于擺長之比的算術(shù)平方根，所以制作周期為1s的擺有，$\frac{1}{1.4}=\sqrt{\frac{L}{50}}$，L≈25.5厘米．?dāng)[的長度大約是25厘米，選A．
故答案為：（1）大；
（2）繩長；
（3）擺的周期與小鐵塊的質(zhì)量無關(guān)；
（4）科學(xué)的；
（5）A．

點評 本題考查控制變量法的運用及根據(jù)數(shù)據(jù)歸納結(jié)論的能力，體現(xiàn)了與高中物理知識的銜接，難度 較大．