(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)(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)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)(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。