【资料】 15 83 年,经测量发现悬挂的油灯摆动时具有等。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(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 ,计算出摆球的密度 ρ ; 2 组装摆; 3 调节摆长 l ,使摆长为 800.0mm ; 4 在 0 < 5 °时,让摆球从 A 点静止释放后摆动,测出摆动 30 次的时间 T 30 ; 5 计算周期 T ; 6 用不同的摆球重复上述实验。 【数据】摆长 l = 800.0mm 【思考 1 】( 1 )测摆周期是通过测 T 30 后求出 T ,而不是直接测 T ,这是为了 。 ( 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。 【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/cm 3 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。