【资料】1583年,伽利略经测量发现悬挂的油灯摆动时具有等时性。如图所示,将密度较大的小球作为摆球,用质量不计、不可伸缩的细线悬挂于
点,组装成一个摆,在
时,让摆球从
点静止释放后摆动,摆的周期(摆球往返一次的时间)只与摆长(摆球重心到悬挂点
的距离)有关。
【质疑1】小科认为:摆球质量越大,惯性也越大,所以相同条件下摆动会越慢,周期会越长。
【探究1】选择不同的小球作为摆球进行实验:①测摆球的直径
和质量
,计算出摆球的密度
;②组装摆;③调节摆长
,使摆长为
;④在
时,让摆球从
点静止释放后摆动,测出摆动30次的时间
;⑤计算周期
;⑥用不同的摆球重复上述实验。
【数据】摆长
次数 摆球 物理量 |
1 |
2 |
3 |
4 |
铅球 |
铁球
|
铁球
|
铜球 |
|
22.22 |
22.24 |
22.20 |
22.20 |
|
15.5 |
25.3 |
44.7 |
51.0 |
|
2.7 |
4.4 |
7.8 |
8.9 |
|
53.88 |
53.94 |
53.85 |
53.87 |
|
1.796 |
1.798 |
1.795 |
1.796 |
【思考1】(1)测摆周期是通过测
后求出
,而不是直接测
,这是为了 。
(2)实验数据说明,摆长一定时,摆的周期与物体的质量 (填“有关”或“无关”
。这一结论,得到了老师的肯定。
【质疑2】为什么资料中要求用密度较大的小球做摆球呢?
【探究2】小科用
、
的乒乓球按上述实验方法测出
。
【思考2】摆长一定时,用乒乓球做实验测得的
明显变大。其实,当摆球密度很小时,空气对摆周期的影响不可以忽略,因为摆球受到的外力
不可忽略了。