11.甲、乙、丙三名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，探究在摆动角度θ不大的情况下，单摆来回摆动一次所用的时间(t)与哪些因素有关。如图4所示，l为单摆的摆长，m为单摆的摆球质量。为了减小误差，三名同学在每次实验中测量单摆摆动30次的时间(30t)。丙同学在甲、乙同学实验的基础上继续实验，三名同学的实验数据分别记录在下表中。

同学 实验序号 摆长l/m 摆球质量m/g 摆动角度θ/° 摆动的时间30t/s
甲 1 1.0 30 4 60
甲 2 1.0 40 4 60
甲 3 1.0 4 60
乙 4 1.0 30 3 60
乙 5 1.0 30 4 60
乙 6 1.0 30 5 60
丙 7 0.8 40 4 54
丙 8 1.0 40 4 60
丙 9 1.2 40 4 66
(1)三名同学在实验中都要测量单摆摆动30次所用的时间，目的是。
(2)分析比较序号为1、2、3的实验，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，单摆的周期与摆球质量（选填“有关”或“无关”）。
(3)分析比较序号为4、5、6的实验，可知乙同学探究的是单摆的周期与摆球的关系。
(4)分析实验数据，可得出结论：当摆动角度、摆球质量相同时，单摆的周期与。摆长越大，摆动周期越（选填“大”或“小”）。
(5)本实验中所用到的科学研究方法是。

11. (1) 减小误差
(2) 无关
(3) 摆动角度θ
(4) 摆长有关；大
(5) 控制变量法

【分析】
首先明确实验目的是探究单摆周期的影响因素。对于问题(1)，单次摆动时间短，直接测量误差大，多次测量总时间可减小误差；问题(2)，对比1、2、3实验，控制摆长和摆动角度不变，改变摆球质量，时间不变，说明周期与质量无关；问题(3)，对比4、5、6实验，控制摆长和摆球质量不变，改变摆动角度，探究周期与摆动角度的关系；问题(4)，对比丙组实验，控制摆动角度和摆球质量不变，改变摆长，时间随摆长增大而增大，说明周期与摆长有关；问题(5)，实验中每次只改变一个变量，控制其他变量不变，是控制变量法。
【解析】
(1) 单次摆动时间较短，直接测量单次时间误差大，测量单摆摆动30次的总时间，再计算单次时间，可减小测量误差，故目的是减小误差。
(2) 序号1、2、3的实验中，摆长、摆动角度相同，摆球质量不同，但30次摆动时间相同，说明单摆周期与摆球质量无关。
(3) 序号4、5、6的实验中，摆长、摆球质量相同，仅摆动角度不同，因此探究的是单摆周期与摆动角度θ的关系。
(4) 丙组实验（7、8、9）中，摆动角度、摆球质量相同，摆长不同，摆长越大，30次摆动时间越长，说明单摆周期与摆长有关，且摆长越大，摆动周期越大。
(5) 实验中每次只改变一个变量，控制其他变量保持不变，这种科学研究方法是控制变量法。
【答案】
11. (1) 减小误差
(2) 无关
(3) 摆动角度θ
(4) 摆长有关；大
(5) 控制变量法

【知识点】
单摆周期、控制变量法、实验误差
【点评】
本题是探究单摆周期影响因素的基础实验题，重点考查控制变量法的应用，要求学生通过对比实验数据分析变量关系，属于物理常规实验题型，难度适中。
【难度系数】
0.6