18.閱讀短文,回答問題.
單擺
單擺是能夠產(chǎn)生往復(fù)擺動(dòng)的一種裝置,將無(wú)重細(xì)桿或不可伸長(zhǎng)的細(xì)柔繩一端懸于一定點(diǎn),另一端固結(jié)一個(gè)重小球,就構(gòu)成單擺.單擺是一種理想的物理模型,它由理想化的擺球和擺線組成.單擺需要滿足以下條件:擺線由質(zhì)量不計(jì)、不可伸縮的細(xì)線提供;擺球密度較大,而且球的半徑比擺線的長(zhǎng)度小得多,并且滿足偏角小于10°.
如圖是一個(gè)單擺模型,均勻小球中心到固定點(diǎn)的距離稱為擺長(zhǎng),一般用L表示.把小球拉開一個(gè)小角度至A處,放開小球后,小球?qū)⒀刂鳤OB的軌跡做往復(fù)運(yùn)動(dòng),A、B兩點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)過程中的最高點(diǎn).
我們把O點(diǎn)稱之為平衡位置,該點(diǎn)的速度最大,假如小球從A到O點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),那么小球按照O-B-O-A-O軌跡回到O時(shí)停止計(jì)時(shí),這段時(shí)間我們稱之為單擺的周期.單擺的周期也可看作小球從A點(diǎn)出發(fā)到下一次回到A點(diǎn)時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間.
小剛想探究單擺的周期與什么因素有關(guān),他做了相關(guān)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
實(shí)驗(yàn)中小剛先用質(zhì)量為50g的小球做實(shí)驗(yàn),然后換用100g的小球重做實(shí)驗(yàn).
擺長(zhǎng)L(cm)30個(gè)周期T30(s)1個(gè)周期T(s)周期的平方T2(s2質(zhì)量為100g的小球的T30(s)
93.7658.351.9453.775358.30
83.6855.051.8353.370955.08
73.4651.551.7182.963251.51
63.4447.501.5832.507547.56
53.7144.701.4902.214444.70

圖2為周期的平方與擺長(zhǎng)L的關(guān)系,圖3是生活中的鐘擺,其原理與單擺類似.
閱讀全文,回答以下問題:
(1)圖1中,從能量角度看,小球從A到O是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能.
(2)從文中可看出,在誤差允許范圍內(nèi),可以判斷與單擺周期一定無(wú)關(guān)的物理量是小球的質(zhì)量.
(3)小剛在探究單擺周期的影響因素過程中,除了用到圖1 所示的器材,還需要的一個(gè)器材是秒表;他先測(cè)30個(gè)周期,從而算出一個(gè)周期,這樣做的好處是減少誤差.
(4)夏天天氣炎熱,鐘擺的擺桿容易因?yàn)闊崦浝淇s而變長(zhǎng),這樣會(huì)導(dǎo)致時(shí)鐘變慢(填“快”或“慢”)

分析 (1)影響動(dòng)能的因素是物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動(dòng)的速度,影響重力勢(shì)能的因素是物體的質(zhì)量和物體被舉高的高度,能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律是減小的能量轉(zhuǎn)化為增大的能量;
(2)根據(jù)單擺需要滿足的條件進(jìn)行解答,即擺線由質(zhì)量不計(jì)、不可伸縮的細(xì)線提供;
(3)探究單擺周期的影響因素過程中需要秒表測(cè)出單擺的周期,單擺的一個(gè)周期較小不易測(cè)量,應(yīng)采用測(cè)多個(gè)周期取平均值減小誤差;
(4)分析表格數(shù)據(jù)得出單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系,然后得出鐘擺的擺桿容易因?yàn)闊崦浝淇s而變長(zhǎng)時(shí)時(shí)鐘變化快慢的變化.

解答 解:(1)小球從A到O的過程中,質(zhì)量不變,高度減小,速度變大,則重力勢(shì)能減少、總能增大,所以此過程是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;
(2)由題意可知,擺球的質(zhì)量不計(jì),則單擺周期與小球的質(zhì)量一定無(wú)關(guān);
(3)探究單擺周期的影響因素過程中,除了用到圖1 所示的器材外,還需要秒表測(cè)出單擺的周期,單擺的一個(gè)周期較小不易測(cè)量,應(yīng)測(cè)多個(gè)周期取平均值減小誤差;
(4)由表格第一列和第三列數(shù)據(jù)可知,擺長(zhǎng)越長(zhǎng),單擺的周期越大,所以鐘擺的擺桿容易因?yàn)闊崦浝淇s而變長(zhǎng)時(shí),單擺周期變大,會(huì)導(dǎo)致時(shí)鐘變慢.
故答案為:
(1)重力勢(shì);動(dòng);
(2)小球的質(zhì)量;
(3)秒表;減少誤差;
(4)慢.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究單擺周期影響因素的實(shí)驗(yàn),從題干和表格數(shù)據(jù)得出有用的信息是關(guān)鍵.

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(2)用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)量醬油和燒杯的總質(zhì)量,操作情景如圖1所示,則他的操作存在的錯(cuò)誤是稱量時(shí)調(diào)節(jié)平衡螺母.
(3)重新調(diào)節(jié)好天平,小華稱得醬油和燒杯的總質(zhì)量為64.8g,然后將一部份醬油倒入量筒中,如圖2所示,再將燒杯放在天平上,稱得剩余醬油和燒杯的總質(zhì)量如圖3所示.由此可知:量筒中醬油的體積是32cm3,剩余醬油和燒杯的總質(zhì)量是31.2g,醬油的密度是1.05g/cm3

(4)如果小華將醬油倒入量筒時(shí)發(fā)生了飛濺,有少許醬油殘留在量筒內(nèi)液面上方的筒壁上,一直未流下去,則他所測(cè)得的醬油密度值比真實(shí)值偏大(選填“偏大”或“偏小”).
(5)如果實(shí)驗(yàn)中量筒打碎而無(wú)法利用,小華靈機(jī)一動(dòng)說,只要再添加一些水,不用添加其他器材,同樣可以測(cè)出醬油的密度.他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①調(diào)好天平,用天平測(cè)出空燒杯質(zhì)量為m0;
②將燒杯裝滿水,用天平測(cè)出燒杯和水的總質(zhì)量為m1;
③把燒杯中的水倒盡,再裝滿醬油,用天平測(cè)出燒杯和醬油的總質(zhì)量為m2
則醬油的密度表達(dá)式為ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$ρ.(已知水的密度為ρ).

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B.調(diào)節(jié)橫梁上的平衡螺母,使橫梁在水平位置平衡;
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D.在量筒中倒入適量的水,并記下水的體積V1;
E.將飾品用細(xì)線系好后慢慢地放入量筒中,并記下水和飾品的總體積V.
請(qǐng)你幫組同學(xué)們回答下面五個(gè)問題:
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(2)在調(diào)節(jié)平衡螺母時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤的左側(cè),如圖甲所示.此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向右端調(diào)節(jié)(選填“左或右”),直到指著指向分度盤的中央.
(3)用調(diào)好的天平稱量飾品的質(zhì)量,當(dāng)天平再次平衡時(shí),右盤中砝碼的質(zhì)量和游碼的位置如圖乙所示,則飾品的質(zhì)量是182.6g;用細(xì)線拴好飾品放入裝有適量水的量筒中,如圖丙所示,則飾品的體積是10cm3
(4)計(jì)算飾品密度的公式是ρ=$\frac{M}{V-{V}_{1}}$(用步驟中的字母表示),通過計(jì)算可知飾品的密度為18.26g/cm3,由此可以確定飾品不是純金的;
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