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(2019七下·长兴期末)
某同学在课堂见老师拿单摆做了相关实验后,对它产生了浓厚的兴趣,并提出疑问:单摆来回摆动一次所需的时间是否和摆锤的质量有关?为了研究这一问题,在老师的帮助下,他利用支架、细线、长纸板、细沙、沙漏(细沙能匀速流出)进行了如下实验。
实验一:将细沙倒入沙漏,同时将沙漏向侧拉开一定角度后释放,让单摆摆动起来,一段时间后,形成的沙堆如图甲(纸板上的虚线O1O2位于沙漏静止时的正下方)所示:两边细沙多,中间细沙少。
实验二:如图乙,将沙漏向一侧拉开一定角度后释放的同时,以V1速度匀速拉动下方纸板1;一段时间后,形成纸板1上的沙堆曲线,如图丙所示。
实验三:另取纸板2,同实验二的操作,但以V2速度匀速拉动下方纸板2,形成纸板2上的沙堆曲线。
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(1)
由实验一可知,单摆从一端摆动到另一端的过程中速度大小如何变化?。
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(2)
在实验二后,他又进行了一些简单操作,得出单摆来回摆动一次所需时间和摆锤质量无关。请简述该同学进行的操作以及获得的能支持上述结论的证据。
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(3)
取纸板2中沙堆曲线CD部分与纸板1中AB部分进行比较,如图丁所示。经测量CD=AB,若纸板1的移动速度V1=3米/秒,则纸板2的移动速度V2=米/秒。
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