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探究实践拓展七年级科学上册浙教版

探究实践拓展七年级科学上册浙教版

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16. 在一条细长绳的一端系一个小铁块,就做成了一个摆,如图所示。当摆动角度很小时,小铁块摆动一个来回所用的时间(摆的周期)是一定的。如何准确测量摆的周期?写出你的方法。
请你尝试制作一个周期为1s的摆,并测量小铁块的中心到悬挂点的总长度。
答案:测量方法:让摆自由摆动,用秒表测量摆完成n个周期(n取10或20,减少误差)所用的总时间t,则摆的周期T = $\frac{t}{n}$。
制作1s周期摆的长度:通过多次调整绳长,用上述方法测量周期,当周期接近1s时,测量小铁块中心到悬挂点的长度,约为25cm(根据单摆周期公式$T = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}$,$g\approx9.8m/s^2$,计算得$l\approx0.25m$)。
17. 请阅读《科学重器——原子钟》并回答问题。
科学重器——原子钟
星空浩瀚,地球转动,四季更替,草木枯荣。从人类意识觉醒开始,“时间”便如影随形。从太阳升落、日暮、沙漏、水钟、机械钟、石英钟到目前最准确的计时工具——原子钟,这些计时方法与工具的发展体现了不同时代劳动人民的智慧。计时工具大多是以某种规则运动的周期(完成一次规则运动所用的时间)为基准计时的,比如日晷以日地相对运动的周期为基准;机械摆钟以摆的振荡周期为基准;石英钟以石英晶体有规则的振荡周期为基准。选作时钟基准的运动周期越稳定,测量时间的精准度就越高,基于此科学家制造出了原子钟(如图所示),它以原子释放能量时发出电磁波的振荡周期为基准,由于电磁波的振荡周期很稳定,使得原子钟的计时精准度可达每百万年才差1s。
人们通常选取自然界中比较稳定、世界各国都能接受的事物作为测量标准。正是由于原子辐射电磁波振荡周期的高稳定性适合作为时间的测量标准,于是在1967年,国际计量大会将“1s”重新定义为铯133原子辐射电磁波振荡9192631770个周期的持续时间。时间单位“s”作为国际通用的测量语言,是人类描述和定义时空的标尺。
虽然制定了统一的时间测量标准,但若各地时间不能同步,也会给人们带来麻烦。比如,若电网调节时间不同步,可能会烧坏电机;金融市场时间不同步,可能会导致巨大的经济损失。这就需要有一个时间基准,用于实现时间的同步,就像日常生活中,我们常常根据电视台播报的时间来校准自己的时间一样。在我国,提供校准时间的是位于西安的国家授时中心的原子钟,它被用作基准钟向电视、广播、网络等提供报时服务。在导航系统中,如果导航定位的精准度为1m,则要求卫星上原子钟的时间同步必须在$3×10^{-9}s$之内,这需要卫星上的原子钟和地面上的基准钟定期校准,以保证定位的精准度。我国自主研制的北斗导航系统中,原子钟堪称“导航卫星的心脏”,使我国在导航精准度方面达到厘米级,处于全球领先水平。
计时工具的演变,展现了人类“时间文化”的进程,更彰显出人类精益求精、不断探索、追求卓越的科学精神。
请根据上述材料,回答下列问题。
答案: