Question

【題目】閱讀短文，回答問題。

單擺

單擺是能夠產生往復擺動的一種裝置，將無重細桿或不可伸長的細柔繩一端懸于一定點，另一端固結一個重小球，就構成單擺。單擺是一種理想的物理模型，它由理想化的擺球和擺線組成。單擺需要滿足以下條件：擺線由質量不計、不可伸縮的細線提供；擺球密度較大，而且球的半徑比擺線的長度小得多，并且滿足偏角小于10°。

如圖是一個單擺模型，均勻小球中心到固定點的距離稱為擺長，一般用L表示。把小球拉開一個小角度至A處，放開小球后，小球將沿著AOB的軌跡做往復運動，A、B兩點為運動過程中的最高點。

我們把O點稱之為平衡位置，該點的速度最大，假如小球從A到O點時開始計時，那么小球按照O﹣B﹣O﹣A﹣O軌跡回到O時停止計時，這段時間我們稱之為單擺的周期。單擺的周期也可看作小球從A點出發到下一次回到A點時經歷的時間。

小剛想探究單擺的周期與什么因素有關，他做了相關實驗，實驗數據如下：

實驗中小剛先用質量為50g的小球做實驗，然后換用100g的小球重做實驗。

如圖為周期的平方與擺長L的關系，如圖是生活中的鐘擺，其原理與單擺類似。

閱讀全文，回答以下問題：

（1）如圖中，從能量角度看，小球從A到O是_____能轉化為_____能。

（2）從文中可看出，在誤差允許范圍內，可以判斷與單擺周期一定無關的物理量是_____。

（3）小剛在探究單擺周期的影響因素過程中，除了用到如圖 所示的器材，還需要的一個器材是_____；他先測30個周期，從而算出一個周期，這樣做的好處是_____。

（4）夏天天氣炎熱，鐘擺的擺桿容易因為熱脹冷縮而變長，這樣會導致時鐘變_____（填“快”或“慢”）

Answer 1

【答案】重力勢動小球的質量秒表減少誤差慢

【解析】

(1)小球從A到O的過程中，質量不變，高度減小，速度變大，則重力勢能減少、總能增大，所以此過程是重力勢能轉化為動能；(2)由題意可知，擺球的質量不計，則單擺周期與小球的質量一定無關；(3)探究單擺周期的影響因素過程中，除了用到圖1 所示的器材外，還需要秒表測出單擺的周期，單擺的一個周期較小不易測量，應測多個周期取平均值減小誤差；(4)由表格第一列和第三列數據可知，擺長越長，單擺的周期越大，所以鐘擺的擺桿容易因為熱脹冷縮而變長時，單擺周期變大，會導致時鐘變慢。