Question

5．阅读短文，回答问题；
伽利略对摆动的研究
据说，某个星期天，伽利略在比萨大教堂参加活动，教堂穹顶上的吊灯因风吹而不停地摆动．伽利略被摆动的节奏性吸引住了．他发现，尽管吊灯的摆动幅度越来越小，但每一次摆动的时间似乎相等．
伽利略知道脉搏的跳动是有规律的，于是便按着脉搏注视着灯的摆动，发现每一次往返摆动的时间都相同．这使他又冒出一个疑问：假如吊灯受到强风吹动，摆得高了一些，每一次摆动的时间还相等吗？回到宿舍，他用铁块制成一个摆，把铁块拉到不同高度，用脉搏细心地测定摆动的时间．结果表明每次摆动的时间仍然相同．尽管用脉博测量时间并不精确，但已经可以证明他最初的想法是正确的，即“不论摆动的幅度大些还是小些，完成一次摆动的时间是一样的”，这在物理学中叫做“摆的等时性”．
后来，伽利略又把不同质量的铁块系在绳端做摆锤进行实脸；他发现，只要用同一条摆绳，摆动一次的时间并不受摆锤质量的影响．随后伽利略又想，如果将绳缩短，会不会摆动 得快些？于是他用相同的摆锤，用不同的绳长做实验，结果证明他的推测是对的．他当时得出了结论：“摆绳越长，往复摆动一次的时间（称为周期）就越长．
（1）他用铁块制成摆，把铁块拉到不同高度，高度越高，铁块的重力势能越大，铁块运动到最底端时速度越大．
（2）不论摆动的幅度大些还是小些，完成一次摆动的时间是一样的，这在物理学中叫做摆的等时性．
（3）他用相同的摆锤，用不同的绳长做实验，结果证明他的推测是对的．这种研究问题的方法叫控制变量法．

Answer 1

分析 （1）物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，重力势能与物体的质量和被举高度有关；物体由于运动而具有的能量叫动能，动能与质量和速度有关；动能和势能可以相互转化；
（2）摆的等时性原理指：只要摆长不变，所有的东西，不管轻重大小，来回摆动一次所用的时间是相同的；
（3）一个量与几个量有关，要这个量与其中一个量之间的关系时，需使其它的量不变，这是控制变量法．

解答 解：
（1）把铁块拉到不同高度，质量一定，高度越高，铁块的重力势能越大，铁块运动到最底端时重力势能最小，动能最大，速度最大；
（2）伽利略通过实验发现：不论摆动的幅度大些还是小些，完成一次摆动的时间是相等的．这在物理学中称为摆的等时性原理；
（3）摆动周期可能与摆的长度及摆的质量有关，研究摆动周期与摆的长度的关系时，需要保持摆的质量一定，改变摆线的长度，采用的是控制变量法．
故答案为：（1）重力势；大；（2）摆的等时性；（3）控制变量．

点评 此题是一道材料分析题，考查的是伽利略对摆的等时性原理的探究过程，需要我们仔细审题，利用学过的研究方法，分析解答有关的问题．