Question

某同學想“探究影響彈簧振子周期的因素”，以下是他探究彈簧振子的周期T與振子質量m關系的實驗．取一根輕彈簧，上端固定在鐵架臺上，下端系一金屬小球，讓小球在豎直方向離開平衡位置（在彈性限度范圍內）放手后，小球在豎直方向做簡諧運動（此裝置也稱為豎直彈簧振子），他在只改變小球質量的情況下，多次換上不同質量的小球，測得六組比較理想的周期T與小球質量m的數據，并標在以m為橫坐標，T²為縱坐標的坐標紙上，即圖中用“×”表示的點．請你協助他完成以下幾個問題：
（1）請你進行一下合理地猜想，影響彈簧振子周期的因素有哪些（至少寫出兩個）？______
（2）他探究“彈簧振子的周期T與振子質量m關系”的實驗時采用一種主要的實驗方法是：______
A．比較法      B．控制變量法
C．替代法      D．模擬法
（3）根據圖中給出的數據點作出T²與m的關系圖線．
（4）假設圖中圖線的斜率為b，寫出T與m的關系式為（用題中所給的字母表示）______

Answer 1

【答案】分析：（1）可以從彈簧勁度系數、擺球質量、振幅等方面進行猜想．
（2）每次只改變一個變量，控制其它變量保持不變的研究方法是控制變量法．
（3）根據描出的點，應用描點法作圖，作出圖象．
（4）根據圖線的形狀，由數學知識寫出T與m的關系式．
解答： 解：（1）彈簧的勁度系數、彈簧振子的質量、振子的振幅可能影響彈簧振子的周期．
（2）由實驗步驟可知，探究“彈簧振子的周期T與振子質量m關系”的實驗，采用了：B、控制變量法．
（3）把坐標系中的各點用直線連接起來，得到T²--m的關系圖線如圖所示．
（4）由圖象可知，T²-b圖象是過原點的直線，說明T²與b成正比．假設圖乙中圖線的斜率為b，則有T²=bm，T=，由此可知：彈簧振子的周期與振子質量的平方根成正比．
故答案為：（1）彈簧的勁度系數、振子的質量；（2）B；（3）圖象如圖所示；
（4）；彈簧振子的周期與振子質量的平方根成正比．
點評：要掌握描點法作圖的方法；本實驗應用了控制變量法，控制變量法是常用的物理實驗方法，一定要掌握．