《2025年暑假生活指导八年级山东教育出版社》

5. 小乐同学对 “物体的动能大小跟哪些因素有关” 进行了如下的设计和探究。
【提出问题】
物体的动能大小跟哪些因素有关？
【猜想与假设】
(1)物体的动能大小可能跟物体的质量有关。
(2)物体的动能大小可能跟物体的速度有关。
【设计实验与制订计划】
如下图所示,将小球$A$、$B分别拉到与竖直方向成一定角度\theta$的位置,然后由静止自由释放,当小球摆动到竖直位置时,会与静止在光滑的水平桌面上的完全相同的泡沫块发生碰撞,泡沫块将会在光滑的水平桌面上滑行一定距离后停止。实验中控制摆长$L$都相同,球$A$、$B的质量分别为m_{A}$、$m_{B}(m_{A}＜m_{B})$。
【进行实验与收集证据】


为了验证猜想(1),小乐做了如图甲、乙所示实验。控制角度$\theta_{1}= \theta_{2}$,同时释放$A$、$B$,观察到它们并排摆动且同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动到竖直位置时的速度大小与______无关。同时得到相关数据及实验现象如图甲、乙所示。
【分析与论证】
小乐通过分析图甲、乙实验数据及现象,得出的结论是______。
小乐在分析实验数据及现象时,通过测量和比较两泡沫块被撞击的距离,就能得出“被撞泡沫块运动的距离越长,运动小球所具有的动能就越大”的结论。他这样分析的依据是什么？
为验证猜想(2),请你在图丙的方框内画出实验图,并结合图写出实验步骤。

答案：
【解析】：为验证猜想（1），实验中控制角度θ₁=θ₂，小球A、B质量不同（mₐ＜mᵦ），两球同时到达竖直位置，说明速度大小与质量无关。通过泡沫块滑行距离可知，质量大的小球B撞击泡沫块滑行距离更远，故得出速度相同时，物体质量越大，动能越大。依据是泡沫块在光滑桌面滑行，克服摩擦力做功，滑行距离越长，说明小球对泡沫块做功越多，动能越大。验证猜想（2）需控制质量相同，改变速度，即改变小球释放角度，角度越大，到达竖直位置速度越大。
【答案】：质量；速度相同时，物体的质量越大，动能越大；泡沫块在光滑水平桌面上滑行时，克服摩擦力做功，滑行距离越长，说明小球对泡沫块做的功越多，即小球具有的动能越大；

实验步骤：①将小球A拉到与竖直方向成θ₃的位置，由静止释放，记录泡沫块滑行距离S₃；②将小球A拉到与竖直方向成θ₄（θ₄＞θ₃）的位置，由静止释放，记录泡沫块滑行距离S₄；③比较S₃和S₄的大小。