Question

11．如图所示的装置叫单摆，细线上端固定，下端悬挂一小球来回摆动．利用该实验小惠和小莉对于小球摆动的快慢，各自提出了如下猜想：
小惠认为悬挂小球的细线越短，小球摆动越快；小莉认为小球的质量越小，小球摆动得越快．小惠和小莉的猜想是否正确呢？请你选择其中一人的猜想进行探究，帮助他们设计实验方案．验证小惠的猜想的实验方案：
a．所需要的实验器材：一个小球、两条长度不同的绳子和秒表．
b．实验步骤及判断猜想是否正确的方法．小球系在一条长绳的下端，悬挂起来让其摆动，用停表测其摆动20次的时间，算出其摆动一次所用的时间t₁．改换不同长度的绳子做几次同样的实验，比较各次实验中摆动一次所用的时间t₂．如果t₁＞t₂说明小惠的结论是正确的，否则不正确．
c．实验中发现，小球摆动一次所用时间很难侧，请你帮她们想一个更准确的测量方法：我们可以测量小球摆动多次所用的时间，从而算出摆动一次的时间．

Answer 1

分析 单摆往返一次的时间可能跟单摆的长度有关，也可能跟单摆的质量有关．研究单摆往返一次的时间的影响因素，采用控制变量法．
（1）还需要测量质量、时间和长度的仪器；
（2）小球系在一条长绳的下端，悬挂起来让其摆动，用停表测其摆动20次的时间，算出其摆动一次所用的时间t₁．改换不同长度的绳子做几次同样的实验，比较各次实验中摆动一次所用的时间t₂．如果t₁＞t₂说明小惠的结论是正确的，否则不正确；
（3）摆动一次用的时间很难测准，所以可以采用累积法．研究t与l关系，必须保持质量不变，悬线长度不同．

解答 解：选择小惠的猜想；
小惠认为：悬挂小球的细线越短，小球摆动一个来回所用的时间就越短；为了验证往返时间跟摆长的关系，需使小球的质量不变，改变摆长．
因此需要的器材：一个小球、两条长度不同的绳子和秒表；
实验步骤：小球系在一条长绳的下端，悬挂起来让其摆动，用停表测其摆动20次的时间，算出其摆动一次所用的时间t₁．改换不同长度的绳子做几次同样的实验，比较各次实验中摆动一次所用的时间t₂．如果t₁＞t₂说明小惠的结论是正确的，否则不正确．
c、我们可以测量小球摆动多次所用的时间，从而算出摆动一次的时间．即测出摆动n次的时间t，则摆一次的时间为 $\frac{t}{n}$．
故答案为：小惠；
a、一个小球、两条长度不同的绳子和秒表；
b、小球系在一条长绳的下端，悬挂起来让其摆动，用停表测其摆动20次的时间，算出其摆动一次所用的时间t₁．改换不同长度的绳子做几次同样的实验，比较各次实验中摆动一次所用的时间t₂．如果t₁＞t₂说明小惠的结论是正确的，否则不正确；
c、我们可以测量小球摆动多次所用的时间，从而算出摆动一次的时间．

点评 用控制变量法研究单摆往返一次的时间的影响因素．能根据研究的问题，选择器材，设计实验．