某小组三位同学发现钟摆的摆动似乎是有规律的。于是他们在细绳下面挂一小球制成了单摆,研究在摆动角度θ不大的情况下,单摆来回摆动一次所用的时间(摆动周期T)与哪些因素有关,如图12所示,l为单摆的摆长,m为单摆摆球的质量。为了减小误差,三位同学在实验中每次测量单摆摆动30次(30T)的时间。丙同学在甲、乙同学实验的基础上继续实验,三位同学的实验数据分别记录在下表中。为了进一步探究单摆的摆动规律,他们进行了适量的运算,将结果记录在下表的后三列中。
同学 | 实验 序号 | l(米) | m(克) | θ(度) | 30T (秒) | (米2) | [(米)1/2] | (米·克) |
甲 | 1 | 1.0 | 30 | 4 | 60 | 1.00 | 1.0 | 30 |
2 | 1.0 | 40 | 4 | 60 | 1.00 | 1.0 | 40 | |
3 | 1.0 | 50 | 4 | 60 | 1.00 | 1.0 | 50 | |
乙 | 4 | 1.0 | 30 | 3 | 60 | 1.00 | 1.0 | 30 |
5 | 1.0 | 30 | 4 | 60 | 1.00 | 1.0 | 30 | |
6 | 1.0 | 30 | 5 | 60 | 1.00 | 1.0 | 30 | |
丙 | 7 | 0.8 | 30 | 4 | 54 | 0.64 | 0.9 | 24 |
8 | 1.0 | 40 | 4 | 60 | 1.00 | 1.0 | 40 | |
9 | 1.2 | 50 | 3 | 66 | 1.44 | 1.1 | 60 |
(1)分析比较实验序号1、2与3,可知甲同学得出的结论是:当单摆的摆长和摆动角度相同时,单摆的周期与摆球的质量____________(选填“有关”、“无关”)。
(2)分析比较实验序号4、5与6,可知乙同学研究的是:单摆的周期与摆球________________的关系,他得出的结论是:当单摆的摆长和摆球质量相同时,单摆的周期与_______________________________。
(3)分析比较实验序号7、8与9中单摆的周期与摆长的关系,可知丙同学得出的结论是:_______________________________________。
(4)进一步综合分析单摆的周期与表中后三列经运算后得到的数据关系,可归纳得出的结论是:__________________。
(1)无关。
(2)摆动角度;摆动角度无关。
(3)单摆的摆长越长,单摆的周期越大。
(4)单摆的周期与成正比。
(或:单摆的周期与的比值是定值)