Question

同学们在实验室做如图所示的实验时，惊奇地发现虽然同一小球两次摆动的角度不同，但往返一次所用的时间却相同，于是提出了以下两个猜想：
A：小球往返一次所用的时间是否与摆线的长度有关？
B：小球往返一次所用的时间是否与小球的质量有关？
请你从上述猜想中任选一个进行探究．
（1）你所选择的探究题目编号

A

（A或B）及要用到的测量工具是

秒表、刻度尺

．
（2）设计探究实验方案及步骤．（只设计你探究题目编号的步骤）
如：研究“所用时间与摆线长度的关系”
步骤：a 将两根（或三根）

不同长度

的摆线分别系上两个（或三个）

相同质量

的小球，让其摆动；
b 测出两次（或三次）小球往返一次

所用的时间

t₁、t₂（t₃）；
c 比较t₁、t₂（t₃）的大小．
研究“所用时间与小球质量的关系”
步骤：a 将两根（或三根）

相同长度

的摆线分别系上两个（或三个）

不同质量

的小球，让其摆动；
b 测出两次（或三次）小球往返一次

所用的时间

t₁、t₂（t₃）；
c 比较t₁、t₂（t₃）的大小
（3）对方案中可能出现的实验现象进行分析与论证．
若t₁=t₂（=t₃），则小球往返一次

所用的时间与摆线的长度（或小球质量）

无关．
若t₁≠t₂（≠t₃），则小球往返一次

所用的时间与摆线的长度（或小球质量）

有关．

Answer 1

分析：（1）摆球在摆动过程中，往返一次的时间可能跟摆球的质量有关，可能跟摆球的偏转角度有关，可能跟绳长有关．探究往返时间跟其中任何一个因素的关系时，采用控制变量法．
（2）探究往返时间跟摆球质量的关系时，控制摆球偏转的角度和绳长不变；探究往返时间跟绳长的关系时，控制摆球的偏转角度和质量不变．

解答：解：本实验中需要探究小球往返一次所用的时间与摆线长度和小球质量的关系，需要天平、秒表、刻度尺；
要研究：球往返一次所用的时间与摆线长度的关系，需保持摆球的质量不变；要研究：小球往返一次所用的时间是否与小球的质量有关，需要求摆长一定．
故答案为：
（1）A；秒表、刻度尺（或选B，秒表、天平）；
（2）研究“所用时间与摆线长度的关系”
a．不同长度；相同质量；
b．所用的时间；
研究“所用时间与小球质量的关系”
a．相同长度；不同质量；
b．所用的时间；
（3）所用的时间与摆线的长度（或小球质量）；所用的时间与摆线的长度（或小球质量）．

点评：一个物理量受多个因素影响时，探究物理量和其中一个因素的关系时，采用控制变量法，明确控制不变的量是什么，改变的量是什么．控制变量法在初中物理中应用广泛，一定要掌握．