(6分)小明注意家里摆钟的钟摆在有规律地摆动(如图甲),经认真观察发现钟摆来回摆动一次的时间刚好是1秒,就想:是不是所有的摆来回摆动一次的时间都是1秒呢?于是,他请教了物

◎ 题目

(6分)小明注意家里摆钟的钟摆在有规律地摆动(如图甲),经认真观察发现钟摆来回摆动一次的时间刚好是1秒,就想:是不是所有的摆来回摆动一次的时间都是1秒呢?于是,他请教了物理老师,知道摆来回摆动一次的时间叫做周期,在老师的指导下他设计如图乙所示的单摆(即细绳下系一小钢球)进行探究。实验数据记录如下表:
(1)从表中数据可知,单摆的摆长l越长,周期T  __  (选填“长”或“短”)。

(2)请根据表中数据在图丙中作出单摆周期的平方T2与摆长l的关系图像。
(3)分析图丙所示图象,可知的单摆T2l  __  关系。

(4)由表中实验记录可知,单摆来回摆动一次时间比较短,直接测量摆动一次的时间误差比较大。你认为小明为了减小测量误差是怎么做的?  ____________________     
(5)生活中若摆钟走慢了,应如何调整钟摆的长度?    _____________________      

◎ 答案

(1) 长
(2)

(2分)
(3)正比   
(4)可测出单摆来回摆动多次(如30次)的时间,再计算出来回摆动1次的时间。
(5)将钟摆的长度调短。

◎ 解析


试题分析:(1)解决此题的关键是通过分析表格中的周期和摆长数据,看周期随摆长的增大怎样变化;由表格数据可知,摆长越长,摆动一次所需时间越长;
(2)作图时要先根据数据进行描点,横坐标是摆长,纵坐标是周期的平方,然后用平滑的线连接各点,图像如下图。
(3)解决此题的关键是根据图象的特征判断单摆周期的平方T2与l的关系:
如果图象是一条平滑的直线,说明它们之间是成正比例关系;如果是双曲线说明它们是成反比例关系;做出的图象是直线,说明单摆周期的平方T2与摆长l之间是成正比例关系;
(4)由于摆动一个周期所需时间很短,可以采用累计法进行分析计算摆动一次所需时间;因为单摆摆动一个周期所需时间很短,所以可以采用累计法进行分析计算,可测出单摆来回摆动多次(如30次)的时间,再计算出来回摆动1次的时间;
(5)可以通过调整摆的长度来调整摆动时间,因为摆长越长,摆动周期越长,摆长越短,摆动周期越短.

点评:此题结合单摆实验考查了学生的表格分析能力,描点作图能力,以及利用累积法求解摆动周期问题

◎ 知识点

    专家分析,试题“(6分)小明注意家里摆钟的钟摆在有规律地摆动(如图甲),经认真观察发现钟摆来回摆动一次的时间刚好是1秒,就想:是不是所有的摆来回摆动一次的时间都是1秒呢?于是,他请教了物…”主要考查了你对  【时间的测量】,【长度的测量及刻度尺的使用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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