几名同学在荡秋千时,感到秋千往返摆动的时间是有规律的,于是他们进行了如图甲所示实验,将细绳一端固定在$O$点,另一端拴一小球制成一个摆,让小球自由往返摆动,摆球往返摆动一次的时间叫周期,记录的数据如表所示.

实验序号	摆长$l/m$	摆球质量$/g$	摆幅$/m$	周期$/s$
$1$	$0.7$	$20$	$0.05$	$1.7$
$2$	$1.0$	$20$	$0.08$	$2.0$
$3$	$1.0$	$30$	$0.05$	$2.0$
$4$	$1.0$	$30$	$0.08$	$2.0$
$5$	$1.3$	$20$	$0.05$	$2.3$

请回答下列问题:
$(1)$在探究过程中,每次只改变一个因素,保持其他因素不变,这种方法叫______法.
$(2)$探究摆球摆动周期与摆长的关系,应该选择______两次实验,得到的结论是:在______、______相同时,摆长越长,摆球摆动周期______.
$(3)$第$2$、$4$两次实验表明,摆球摆动周期与摆球质量______$(选填"有关"或"无关")$.
$(4)$在图乙、丙、丁中,直接利用本实验结论的工具是______.