Question

16．在學(xué)習(xí)吉他演奏的過程中，小華發(fā)現(xiàn)琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低是受各種因素影響的，他對此進(jìn)行了研究．經(jīng)過和同學(xué)們討論，他提出了以下猜想：
猜想一：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的橫截面積有關(guān)；
猜想二：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的長度有關(guān)；
猜想三：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的材料有關(guān)．
為了驗(yàn)證上述猜想是否正確，他找到了下表所列9種規(guī)格的琴弦，因?yàn)橐粽{(diào)高低取決于聲源振動的頻率，于是借來一個能夠測量振動頻率的儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

編號	材料	長度（cm）	橫截面積（mm2）	編號	材料	長度（cm）	橫截面積（mm2）
A	銅	60	0.76	F	銅	100	0.76
B	銅	60	0.89	G	鋼	80	1.02
C	銅	60	1.02	H	尼龍	80	1.02
D	銅	80	0.76	I	尼龍	100	1.02
E	銅	100	1.02	J	銅

（1）小華選用了H、I兩根琴弦，是為了研究音調(diào)的高低與琴弦長短的關(guān)系；同組的小惠選用A、D、F三根琴弦來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為能研究音調(diào)與該因素的關(guān)系嗎？能（“能”或“不能”）．
（2）小惠想選用三根琴弦來驗(yàn)證音調(diào)的高低與琴弦橫截面積的關(guān)系，應(yīng)選A、B、C（填寫編號）的琴弦．
（3）小華認(rèn)為：如果想選用三根琴弦來驗(yàn)證音調(diào)的高低與琴弦的材料的關(guān)系，還要添加一根銅琴弦J，請寫出它的長度為80cm和橫截面積1.02mm²．
（4）在評估交流中，同學(xué)們一致認(rèn)為采用三根（“兩根”或“三根”）琴弦實(shí)驗(yàn)更好．理由：實(shí)驗(yàn)次數(shù)較多，得出的結(jié)論具有普遍性．

Answer 1

分析 （1）探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低與琴弦的長短的關(guān)系時，控制橫截面積和材料不變．
（2）探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低與琴弦的橫截面積的關(guān)系時，控制琴弦的長度和材料不變．
（3）驗(yàn)證音調(diào)的高低與琴弦的材料的關(guān)系，選擇的這根銅琴弦J的長度和橫截面積應(yīng)與DJH的長度、橫截面積相同．
（4）為了尋找普遍規(guī)律，應(yīng)采用三根琴弦實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）因小華選用了H、I兩根琴弦，由表中提供的信息可知，選擇的是橫截面積和材料都相同，而長度不同的琴弦，所以研究音調(diào)的高低與琴弦長短的關(guān)系；
同組的小惠選用A、D、F三根琴弦，由表中提供的信息可知，選擇的是橫截面積和材料都相同，而長度不同的琴弦，所以能研究音調(diào)的高低與琴弦長短的關(guān)系；
（2）為驗(yàn)證音調(diào)的高低與琴弦橫截面積的關(guān)系，可選擇長度和材料都相同，而橫截面積不同的琴弦A、B、C進(jìn)行研究．
（3）因?yàn)槭球?yàn)證音調(diào)的高低與琴弦的材料的關(guān)系，所以要求三根琴弦長度相同、橫截面積相同，由表中提供的信息可知，DJH符合條件，所以添加這根銅琴弦J，它的長度也為80cm和橫截面積為1.02mm²．
（4）一次實(shí)驗(yàn)，帶有很大的偶然性，實(shí)驗(yàn)次數(shù)較多得出的結(jié)論具有普遍性，因此為了尋找普遍規(guī)律，應(yīng)采用三根琴弦實(shí)驗(yàn)．
故答案為：（1）琴弦長短；能；
（2）A、B、C；
（3）80；1.02
（4）三根；實(shí)驗(yàn)次數(shù)較多，得出的結(jié)論具有普遍性．

點(diǎn)評 一個物理量受多個因素影響時，探究其中一個因素和物理量的關(guān)系時，控制其他因素不變，這種方法是控制變量法，在物理探究實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到，一定要掌握．