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近日,，筆者在微信群看到了某地的物理聯(lián)考測試卷,，對其中的一道“利用單擺測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣取睂嶒炘囶}產(chǎn)生了濃厚的興趣，因為這個實驗筆者先前做過,，而且當(dāng)時得出的結(jié)論與試題給出的答案并不完全相符,。信息來源 佛山一模丨2025屆廣東省佛山市高三上學(xué)期普通高中教學(xué)質(zhì)量檢測(一模)物理試題及答案（附全科電子版可下載）
2 試題與參考答案 根據(jù)筆者先前的實驗探究經(jīng)歷和成果，此題中對單擺周期的測量實驗有值得商榷的問題,。由于實驗中作為擺球的磁球的N,、S極的空間指向沒有明確，實驗中其實存在如下三種情況：第一種情形是N,、S極連線方向豎直,，第二種情形是N、S極連線橫向水平且與振動平面平行,，第三種情形是N,、S極連線橫向水平且與振動平面垂直。如果根據(jù)參考答案反推實驗情境,，就試題中的實驗而言,，應(yīng)該是磁球N、S極連線方向豎直的情形,，而且磁力計輸出的是z軸分量或者是絕對值,。如果是橫向水平且與振動平面平行或橫向水平且與振動平面垂直的情形，磁力計輸出的分量值也不明確,，手機磁力計檢測到的磁場變化周期可能等于單擺的周期,，也可能等于單擺周期的一半。命題人在命制這類智能手機創(chuàng)新型實驗試題時要立足于真實的實驗情境,，要明確擺球N,、S極的空間指向，實驗配圖應(yīng)該使用原始的磁場變化圖像,。就該題而言,，為了與參考答案保持一致,，試題中應(yīng)該明確磁球N,、S極空間指向為豎直方向,，且磁力計輸出為z軸分量或者絕對值。教師在評析該題時,，應(yīng)補充磁球NS極空間指向?qū)螖[周期測量的影響,，分類討論該題可能出現(xiàn)的三種實驗情境,。需要特別指出的是，即便刻意讓磁球的N,、S極空間指向為豎直方向,，在地磁場作用下，磁球的N,、S極空間指向也會偏離豎直方向,，從而給實驗帶來巨大影響。在真實的實驗中,，無需刻意控制磁球的N,、S極空間指向為豎直方向，只需要根據(jù)智能手機磁力計三個分量的圖像變化與磁球擺動的對應(yīng)關(guān)系,，優(yōu)選一個其中的一個進行分析即可,。被選中的這個分量的變化周期，可能與磁球的擺動周期相等,，也可能等于磁球擺動周期的一半,，這由實驗者的具體選擇決定，具有十分明顯的隨機性,。
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