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  • 1. (2019·宁波) 【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O点,组装成一个摆,在θ<5°时,让摆球从A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l(摆球重心到悬挂点O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D和质量m,计算出b摆球的密度ρ;②组装摆;③调节摆长,使摆长为800.0mm;④在0<5°时,让摆球从4点静止释放后摆动,测出摆动30次的时间T30;⑤计算周期T;⑥用木同的摆球重复上述实验。

    【数据】摆长1=800.0mm

    次数

    1

    2

    3

    4

    物理量

    铝球

    铁球A

    铁球B

    铜球

    D/mm

    22.22

    22.24

    22.20

    22.20

    m/g

    15.5

    25.3

    44.7

    51.0

    ρ/g·-3

    2.7

    4.4

    7.8

    8.9

    T30/s

    53.88

    53.94

    53.85

    53.87

    T/s

    1.796

    1.798

    1.795

    1.796

    1. (1) 【思考1】测摆周期是通过测T30后求出T,而不是直接测T,这是为了 。
    2. (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。
    3. (3) 【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D=39.86mm、ρ=0.08g/cm3的乒乓球按上述实验方法测出T=2.023s。

      【思考2】摆长一定时,用乒乓球做实验测得的T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。

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