16.1《實(shí)驗 探究碰撞中的不變量》學(xué)案 人教版選修3 5

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗教科書物理（選修35）人教版第十六章 動量守恒定律新課標(biāo)要求1內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)（1）探究物體彈性碰撞的一些特點(diǎn)。知道彈性碰撞和非彈性碰撞。 （2）通過實(shí)驗，理解動量和動量守恒定律。能用動量守恒定律定量分析一維碰撞問題。知道動量守恒定律的普遍意義。 例1 火箭的發(fā)射利用了反沖現(xiàn)象。 例2 收集資料，了解中子是怎樣發(fā)現(xiàn)的。討論動量守恒定律在其中的作用。 （3）通過物理學(xué)中的守恒定律，體會自然界的和諧與統(tǒng)一。 2活動建議 制作“水火箭”。新課程學(xué)習(xí)161 實(shí)驗：探究碰撞中的不變量新課標(biāo)要求（一）知識與技能1、明確探究碰撞中的不變量的基本思路2、掌握同一條直線上運(yùn)動的兩個物體碰撞前后的速度的測量方法3、掌握實(shí)驗數(shù)據(jù)處理的方法（二）過程與方法1、學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗要求，設(shè)計實(shí)驗，完成某種規(guī)律的探究方法。2、學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行猜測、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法。（三）情感、態(tài)度與價值觀1、通過對實(shí)驗方案的設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生積極主動思考問題的習(xí)慣，并鍛煉其思考的全面性、準(zhǔn)確性與邏輯性。2、通過對實(shí)驗數(shù)據(jù)的記錄與處理，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，能使學(xué)生靈活地運(yùn)用科科學(xué)方法來研究問題，解決問題，提高創(chuàng)新意識。3、在對實(shí)驗數(shù)據(jù)的猜測過程中，提高學(xué)生合作探究能力。4、在對現(xiàn)象規(guī)律的語言闡述中，提高了學(xué)生的語言表達(dá)能力，還體現(xiàn)了各學(xué)科之間的聯(lián)系，可引伸到各事物間的關(guān)聯(lián)性，使自己溶入社會。教學(xué)重點(diǎn)碰撞中的不變量的探究教學(xué)難點(diǎn)實(shí)驗數(shù)據(jù)的處理教學(xué)方法學(xué)教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主實(shí)驗，討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備；完成該實(shí)驗實(shí)驗室提供的實(shí)驗器材，如氣墊導(dǎo)軌、滑塊等課時安排1 課時教學(xué)過程（一）引入新課課件演示：（1）臺球由于兩球碰撞而改變運(yùn)動狀態(tài)。（2）微觀粒子之間由于相互碰撞而改變狀態(tài)，甚至使得一種粒子轉(zhuǎn)化為其他粒子師：碰撞是日常生活、生產(chǎn)活動中常見的一種現(xiàn)象，兩個物體發(fā)生碰撞后，速度都發(fā)生變化師：兩個物體的質(zhì)量比例不同時，它們的速度變化也不一樣師：物理學(xué)中研究運(yùn)動過程中的守恒量具有特別重要的意義，本節(jié)通過實(shí)驗探究碰撞過程中的什么物理量保持不變（守恒）（二）進(jìn)行新課1實(shí)驗探究的基本思路11 一維碰撞師：我們只研究最簡單的情況兩個物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動，碰撞后仍沿同一直線運(yùn)動這種碰撞叫做一維碰撞課件：碰撞演示如圖所示，A、B是懸掛起來的鋼球，把小球A拉起使其懸線與豎直線夾一角度a，放開后A球運(yùn)動到最低點(diǎn)與B球發(fā)生碰撞，碰后B球擺幅為角如兩球的質(zhì)量mA=mB，碰后A球靜止，B球擺角=，這說明A、B兩球碰后交換了速度；如果mAmB，碰后A、B兩球一起向右擺動； 如果mAmB，碰后A球反彈、B球向右擺動師：以上現(xiàn)象可以說明什么問題？結(jié)論：以上現(xiàn)象說明A、B兩球碰撞后，速度發(fā)生了變化，當(dāng)A、B兩球的質(zhì)量關(guān)系發(fā)生變化時，速度變化的情況也不同12 追尋不變量師：在一維碰撞的情況下與物體運(yùn)動有關(guān)的量只有物體的質(zhì)量和物體的速度設(shè)兩個物體的質(zhì)量分別為m1、m2，碰撞前它們速度分別為v1、v2，碰撞后的速度分別為、規(guī)定某一速度方向為正碰撞前后速度的變化和物體的質(zhì)量m的關(guān)系，我們可以做如下猜測：（1）（2）（3）分析：碰撞前后物體質(zhì)量不變，但質(zhì)量并不描述物體的運(yùn)動狀態(tài)，不是我們追尋的“不變量”必須在各種碰撞的情況下都不改變的量，才是我們追尋的不變量2實(shí)驗條件的保證、實(shí)驗數(shù)據(jù)的測量21 實(shí)驗必須保證碰撞是一維的，即兩個物體在碰撞之前沿同一直線運(yùn)動，碰撞之后還沿同一直線運(yùn)動;22 用天平測量物體的質(zhì)量；23 測量兩個物體在碰撞前后的速度師：測量物體的速度可以有哪些方法？生：討論。總結(jié)：速度的測量：可以充分利用所學(xué)的運(yùn)動學(xué)知識，如利用勻速運(yùn)動、平拋運(yùn)動，并借助于斜槽、氣墊導(dǎo)軌、打點(diǎn)計時器和紙帶等來達(dá)到實(shí)驗?zāi)康暮涂刂茖?shí)驗條件課件：參考案例一種測速原理如圖所示，圖中滑塊上紅色部分為擋光板，擋光板有一定的寬度，設(shè)為L氣墊導(dǎo)軌上黃色框架上安裝有光控開關(guān)，并與計時裝置相連，構(gòu)成光電計時裝置當(dāng)擋光板穿入時，將光擋住開始計時，穿過后不再擋光則停止計時，設(shè)記錄的時間為t，則滑塊相當(dāng)于在L的位移上運(yùn)動了時間t，所以滑塊勻速運(yùn)動的速度v=L/t3實(shí)驗方案31 用氣墊導(dǎo)軌作碰撞實(shí)驗（如圖所示）實(shí)驗記錄及分析（a-1）碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=4m1=4m2=4速度v1=9v2=0=3=6mvmv2v/m實(shí)驗記錄及分析（a-2）碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=2m1=4m2=2速度v1=9v2=0=4.5=9mvmv2v/m實(shí)驗記錄及分析（a-3）碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=2m2=4m1=2m2=4速度v1=6v2=0= -2=4mvmv2v/m實(shí)驗記錄及分析（b）碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=2m1=4m2=2速度v1=0v2=0= 2= - 4mvmv2v/m實(shí)驗記錄及分析（c）碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=2m1=4m2=2速度v1=9v2=0=6= 6mvmv2v/m32 用小車研究碰撞將打點(diǎn)計時器固定在光滑桌面的一端，把紙帶穿過打點(diǎn)計時器，連在小車的后面。讓小車A運(yùn)動，小車B靜止。在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，碰撞時撞針插入橡皮泥中，把兩個小車連接成一體（如上圖）。通過紙帶測出它們碰撞前后的速度。（三）課堂小結(jié)1基本思路（一維碰撞） 與物體運(yùn)動有關(guān)的物理量可能有哪些？碰撞前后哪個物理量可能是不變的？2需要考慮的問題碰撞必須包括各種情況的碰撞；物體質(zhì)量的測量（天平）；碰撞前后物體速度的測量（利用光電門或打點(diǎn)計時器等）。（四）作業(yè)：“問題與練習(xí)”1