小明是一个很爱动脑子的学生,有一次,他妈妈带他去了教堂做礼拜,教堂里挂了一个很大的钟,小明看到这个钟是靠下面的摆摆动来计时的.回去问老师摆动的物体为什么可以计时,老师告诉他同一个单摆来回摆动一次的时间是相同的,这是单摆的等时性.小明猜想,单摆来回摆动一次的时间,可能与单摆的摆长l,偏离中心位置的夹角θ,及摆球的质量m有关,于是小明做了分别改变单摆的摆长、偏离中心位置夹角、摆球的质量的摆动实验,并测出了各种情况下的单摆来回摆动一次(一个周期)所用的时间.
(1)根据下表实验数据,分析得出什么结论?
(2)单摆的等时性在什么地方有应用?
(3)机械摆钟走时太快,应怎样调节摆长? (如图2-10)
表1 θ=4ºm =10g 表2 l=1m m=10g 表3 θ=4ºl =1m
球质量(g) |
5 |
10 |
15 |
20 |
周期(s) |
2 |
2 |
2 |
2 |
摆角 |
1° |
2° |
3° |
4° |
周期(s) |
2 |
2 |
2 |
2 |
摆长(m) |
0.5 |
1 |
1.5 |
2 |
周期(s) |
1.4 |
2 |
2.4 |
2.8 |