Question

19．同学们都有荡秋千的经历，小磊同学玩荡秋千时突然想到：秋千往返摆动时间与哪些因素有关呢？
他提出：
猜想一：可能与秋千的绳长有关；
猜想二：可能与人和秋千的总质量有关；
猜想三：可能由秋千摆动幅度（摆动中人离开中心的最大距离）有关．
为了验证以上猜想，他进行了如图所示的实验，一根细绳一端拴一小球，一端固定，让小球自由往返摆动，并记录数据如下表．

实验序号	小球到固定点距离l（摆长）/米	小球质 量/克	摆动幅 度/米	小球往返摆动 20次的时间/秒	小球往返摆动 一次的时间/秒
1	0.7	20	0.05	33.2	1.7
2	1.0	20	0.08	39.7	2.0
3	1.0	30	0.05	39.8	2.0
4	1.0	30	0.08	39.7	2.0

（1）要完成上述实验，除如图器材外，还必需的实验器材有：天平、秒表、刻度尺．
（2）为了验证猜想一，应该选择实验序号1、3，得到的结论是小球往返摆动时间与摆长有关．摆钟就是利用此实验的原理制成的，某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长调短（选填“长”或“短”）
（3）比较试验序号2、4，小磊是为了验证猜想二（选填“猜想一”、“猜想二”或“猜想三”），此次实验用到的科学研究方法是控制变量法．
（4）小磊同学实验当中为什么每次实验要测20次的往返摆动时间？
他的目的是：减小时间测量误差．

Answer 1

分析 决定秋千往返摆动的时间可能有：摆长、质量、摆动幅度．一定利用控制变量法分析，即研究任意一个因素和往返摆动时间的关系时，一定保证其它两个因素不变．

解答 解：（1）实验中要涉及到摆长、摆动幅度、质量、往返摆动的时间的测量，分别用到刻度尺、天平、秒表．
（2）猜想一：可能由秋千的绳长决定，为了验证它，应保持质量和摆动幅度相同，改变绳长，实验序号1与3符合题意；
由图知，质量和摆动幅度相同，摆线越短，秋千往返时间越短，所以如果摆钟变慢，要调准它，应将摆钟的摆长调短；
（3）2、4摆长和摆幅相同，摆球的质量不同，小球往返一次的时间相同，是探究往返时间与摆球质量的关系，可验证猜想二；
用到了控制变量法；
（4）由于摆球摆动一次所用时间较短，所以一次的时间误差较大，并且不容易测量，所以要测量往返20次的时间，然后求出往返一次的时间．
故答案为：（1）秒表；（2）1、3；摆长；短；（3）猜想二；控制变量法；（4）减小时间测量误差．

点评 本题是探究影响秋千摆动快慢的因素实验，关键要利用好控制变量法，并要掌握减小测量时间误差的方法．