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【意大利科学家伽利略(1564-1642)是物理学的伟大先驱.他在比萨大学读书的时候对摆动规律的研究,是他第一个重要的科学发现.某个星期天,伽利略在比萨大教堂参加活动.教室拱顶上挂】
更新时间:2024-04-25 08:43:38
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问题描述:

意大利科学家伽利略(1564-1642)是物理学的伟大先驱.他在比萨大学读书的时候对摆动规律的研究,是他第一个重要的科学发现.某个星期天,伽利略在比萨大教堂参加活动.教室拱顶上挂着的吊灯因为风吹而不停的摆动.伽利略被摆动的节奏性吸引住了.因为,尽管吊灯的摆动幅度越来越小,但每一次摆动的时间似乎相等.

他决定仔细的观察.他知道脉搏的跳动是有规律的于是便按着脉搏注视着灯的摆动,发现每一次往返摆动的时间都相同.这使他又冒出一个疑问:假如吊灯受到强风吹动,摆得高了一些,每一次摆动的时间还相等吗?

他首先进行了猜想:可能摆动的角越大,摆球的质量越大、摆球的绳越长摆动的时间越长.回到宿舍,他用长越1米的线绳和铁球制成一个摆(即单摆,如图),在偏角小于5度的情况下,测出它振动的次数(例如50次)所用的时间.然后再在更小的偏角下测定单摆振动相同次数所用的时间.比较两次的测定结果就会发现,单摆在不同偏角下振动相同的次数所用的时间是相同的.这就是说,幅度(即振幅)虽然改变了.单摆的周期(即:往复摆动一次的时间)却没有变.事实上,只要保持足够小的偏角,无论怎样改变单摆的幅度,它的振动周期都是不变的,这在物理学中叫做“摆的等时性原理”.取两个大小相同,质量不等的摆球,拴在两条等长的细线上,制成两个等长的单摆,再来测定它们的振动周期.可以看到,两个摆的摆球质量虽然不同,它们的振动周期却是相同的.取不同长度的单摆测定它们的振动周期,发现摆长越长,振动周期也就越长.

阅读了以上这段材料后,请回答下面几个问题:

(1)单摆振动的周期与什么因素有关?

单摆振动的周期与______、______无关,与______有关,关系是:______.

(2)一座摆钟走的慢了,要把它调准,应该怎样改变它的摆长?为什么?

答:______.

(3)这一结论在日常生活中有什么应用?请举2例.

①______;②______.

吕辰刚回答:
  (1)根据实验结论分析可知:单摆振动的周期与摆球质量、幅度无关,与摆长有关,且摆长越短,振动周期越短;   故答案为:摆球质量、幅度;摆长;摆长越短,振动周期越短;   (2)摆钟走的慢了,说明单摆的周期变长,由摆长越短时振动周期越短可知;要把它调准,应将它的摆长缩短;   故答案为:应将摆长缩短;因为摆长越短,振动周期越短;   (3)摆长越短,振动周期越短;这一结论在日常生活中主要应用在与单摆有关的现象中;   如:调节摆钟的准确性;改变荡秋千的时间.
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