Question

小明和小濤在做如圖甲所示的“觀察小球擺動時動能和勢能的轉化”的實驗．
（1）甲圖中，小球從A點由靜止開始擺動到B點的過程中，動能將    （選填“變大”、“變小”或“不變”）；小球從A點由靜止開始擺動到C點的過程中，勢能的變化情況是    ．
（2）小濤發現小球每擺一個來回的時間似乎都相同，于是他便產生了猜想，他認為小球來回擺動一次所用的時間t可能與小球質量m、繩子長度l、小球移開的距離s等因素有關，為了驗證自己的猜想，他在豎直的木板上畫出方格，用瓶子代替小球，并在瓶內裝大米以改變質量（如圖乙所示），進行實驗并得到了下表中的數據：

序號	瓶質量m/g	移開距離s/格	懸線長度l/格	來回時間t/s
1	20	3	12	2.1
2	40	3	12	2.1
3	60	3	12	2.1
4	60	2	12	2.1
5	60	1	12	2.1
6	60	3	9	1.9
7	60	3	6	1.5

①為了研究t與繩子長度l的關系，應選擇序號為    的數據進行分析，
②通過分析表中的數據可以得出初步的結論：t與    有關（填寫符號）．
③小濤在實驗中發現，瓶子每擺動一次所用的時間其實很難測準，請你幫他想一個更準確的測量方法，具體是：    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據影響動能和勢能的因素進行判斷；
物體的質量越大、速度越大，則動能越大；物體的質量越大，被舉高度越大，則勢能越大；
（2）①要探究t與繩子長度l的關系，需保證小球質量m、小球移開的距離s相同，繩子長度l不同；
②用控制變量法分別分析t與小球質量m、繩子長度l、小球移開的距離s的關系，得出結論；
③用測量儀器測量較小的物理量時，可以多測一些，然后用總的除以所測的數目．
解答：解：（1）甲圖中，小球從A點由靜止開始擺動到B點的過程中，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉化為動能；
小球從A點由靜止開始擺動到C點的過程中，由A到B，勢能減小，由B到C勢能增大，所以是先變大后變小；
（2）①3、6、7，瓶質量m、瓶移開的距離s相同，懸線長度l不同，所以可以探究t與懸線長度l的關系；
②1、2、3，懸線長度l、瓶移開的距離s相同，瓶質量m不同，來回時間t相同，可得來回時間與物體的質量無關；
4、5瓶質量m、懸線長度l相同，瓶移開的距離s不同，來回時間t相同，可得來回時間與瓶移開的距離s無關；
3、6、7，瓶質量m、瓶移開的距離s相同，懸線長度l不同，來回時間t相同，可得來回時間與懸線長度l有關；
③瓶子每擺動一次所用的時間太短，很難側準，所以可以測出瓶子擺動N次的總時間，再用總時間除以N，便是擺動一次用的時間．
故答案為：（1）變大；先變大后變小；（2）①3、6、7；②懸線長度；③可以測出瓶子擺動N次的總時間，再用總時間除以N．
點評：“觀察小球擺動時動能和勢能的轉化”的實驗，同時探究了影響單擺擺動時間的因素，考查了動能和勢能大小的判斷，特別（2）中，單擺擺動一次時間與多個因素有關，很好地運用了控制變量法．