九年级物理解答题中等难度题
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观察、实验、推理是物理研究的重要手段,物理学家伽利略因观察到比萨大教堂穹顶上吊灯因风不停摆动,发现了摆的重要特性.某兴趣小根据当时情况,准备了小钢球(大小可忽略不计).弹性很小的结实轻细绳等器材组成了图甲装置.在无风的情况下,把小钢球拉离到最低位置(A)x处释放.如图乙所示,小钢球将来回摆动.兴趣小组猜想影响小钢球往返一次的时间因素有:摆绳长l,小钢球质量m,起始小钢球拉离到最低位置(A)的距离x.由此进行实验,用秒表记下小钢球往返的时间.实验数据记录如下:
实验 次第 | 摆绳 长/(m) | 小钢球 质量 (m) | 最初将小钢球拉至最低 位置的距离x (cm) | 小钢球往返动 一次 的平均时间(s) |
1 | 1 | 50 | 5.0 | 1.99 |
2 | 1 | 50 | 7.0 | 2.00 |
3 | 1 | 50 | 9.0 | 2.00 |
4 | 1 | 100 | 9.0 | 2.00 |
5 | 1 | 150 | 9.0 | 2.00 |
6 | 2 | 50 | 9.0 | 2.83 |
7 | 4 | 50 | 9.0 | 3.99 |
(1)由表中 (填表中实验次第序号)三组数据可知:小钢球往返一次的时间与小钢球拉离最低位置的距离x无关;
(2)由表中笫3、4、5次实验数据分析可知:小钢球往返一次的时间与 无关:
(3)由表中第3、6、7次实验数据分折可知:摆绳越长,小钢球往返一次的时间越 ;
(4)我们生活用的摆钟(如图丙),就是利用这一原理工作的,有人发现正在工作的摆钟往返一次的时间变长了(即钟的走时比准确时慢),则需将摆锤往 调(填“上“或“下”).
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伽利略对摆动的研究
据说,某个星期天,伽利略在比萨大教堂参加活动,教堂穹顶上的吊灯因风吹过不停地摆动,伽利略被被动的节奏吸引住了。他发现,尽管吊灯摆动的幅度越来越小,但每一次摆动的时间似乎相等。
伽利略知道,脉搏的跳动是有规律的,于是便按着脉搏注释着灯的摆动,发现每往返摆动一次的时间的确相同。这使他又冒出一个疑问:假如吊灯受到一股强风吹动,摆的高了一些,以后每次摆动的时间还是一样的吗?回到宿舍后,他用铁块制成一个摆,把铁块拉到不同高度,用脉搏细心地测定摆动所用的时间,结果表明,每次摆动的时间仍然相同。尽管用脉搏测量时间并不精确,但已经可以证明他最初的想法是正确的,即“不论摆动的幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间是一样的”。这在物理学上叫做“摆的等时性”。
后来,伽利略又把不同质量的铁块系在绳端做摆锤进行实验,他发现,只要用同一条摆绳,摆动的时间并不受摆锤质量的影响。随后伽利略又想,如果将绳缩短,会不会摆动的快一些?于是,他用相同的摆锤,用不同的绳长做实验,结果证明他的推测是对的。他当时得出了结论:“摆绳越长,往复摆动一次的时间(称为周期)就越长”。
(1)他用铁块制成一个摆,把铁块拉到不同的高度,高度越高,铁块的 能越大,铁块运动到最底端时速度越 。
(2)不论摆动的幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间是一样的,这在物理学上叫做 。
(3)他用相同的摆锤,用不同的绳长做实验,结果证明他的推测是对的。这种研究问题的方法叫 法。
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