物理新人教版選修35161實驗探究碰撞中的不變量教案

1、161 實驗：探究碰撞中的不變量新課標要求（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動的兩個物體碰撞前后的速度的測量方法3、掌握實驗數據處理的方法（二）過程與方法1、學習根據實驗要求，設計實驗，完成某種規(guī)律的探究方法。2、學習根據實驗數據進行猜測、探究、發(fā)現規(guī)律的探究方法。（三）情感、態(tài)度與價值觀1、通過對實驗方案的設計，培養(yǎng)學生積極主動思考問題的習慣，并鍛煉其思考的全面性、準確性與邏輯性。2、通過對實驗數據的記錄與處理，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，能使學生靈活地運用科學方法來研究問題，解決問題，提高創(chuàng)新意識。3、在對實驗數據的猜測過程中，提高學生合作探究能力。

2、4、在對現象規(guī)律的語言闡述中，提高了學生的語言表達能力，還體現了各學科之間的聯系，可引伸到各事物間的關聯性，使自己溶入社會。教學重點碰撞中的不變量的探究教學難點速度的測量方法、實驗數據的處理教學方法教師啟發(fā)、引導，學生自主實驗，討論、交流學習成果。教學用具：投影片，多媒體輔助教學設備；完成該實驗實驗室提供的實驗器材，如氣墊導軌、滑塊、打點計時器等課時安排1 課時教學過程（一）引入新課課件（投影片）演示：（1）臺球由于兩球碰撞而改變運動狀態(tài)（不同號的臺球運動狀態(tài)不同）。（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化為其他粒子師：碰撞是日常生活、生產活動中常見的一種現象，兩個物體發(fā)

3、生碰撞后，速度都發(fā)生變化例：兩節(jié)火車車廂之間的掛鉤靠碰撞連接。師：兩個物體的質量比例不同時，它們的速度變化也不一樣師：物理學中研究運動過程中的守恒量具有特別重要的意義，本節(jié)通過實驗探究碰撞過程中的什么物理量保持不變（守恒）（二）進行新課1實驗探究的基本思路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動，碰撞后仍沿同一直線運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球運動到最低點與B球發(fā)生碰撞，碰后B球擺幅為角如兩球的質量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mA

4、mB，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：以上現象可以說明什么問題？結論：以上現象說明A、B兩球碰撞后，速度發(fā)生了變化，當A、B兩球的質量關系發(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動有關的量只有物體的質量和物體的速度設兩個物體的質量分別為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量m的關系，我們可以做如下猜測：（1）（2）（3）分析：碰撞前后物體質量不變，但質量并不描述物體的運動狀態(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

5、我們追尋的不變量2實驗條件的保證、實驗數據的測量21 實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動，碰撞之后還沿同一直線運動;22 用天平測量物體的質量；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?？偨Y：速度的測量：可以充分利用所學的運動學知識，如利用勻速運動、平拋運動，并借助于斜槽、氣墊導軌、打點計時器和紙帶等來達到實驗目的和控制實驗條件課件：參考案例一光電門測速原理如圖所示，圖中滑塊上紅色部分為擋光板，擋光板有一定的寬度，設為L氣墊導軌上黃色框架上安裝有光控開關，并與計時裝置相連，構成光電計時裝置當擋光板穿入時，將光擋住開始計時，穿過后不再

6、擋光則停止計時，設記錄的時間為t，則滑塊相當于在L的位移上運動了時間t，所以滑塊勻速運動的速度v=L/t課件：參考案例二一擺球測速原理實驗裝置如圖所示。 把兩個小球用線懸起來，一個小球靜止，拉起另一個小球，放下時它們相碰。 可以測量小球被拉起的角度，從而算出落下時的速度；測量被撞小球擺起的角度，從而算出被撞后的速度。 也可以用貼膠布等方法增大兩球碰撞時的能量損失。課件：參考案例三一打點計時器測速原理將打點計時器固定在光滑桌面的一端，把紙帶穿過打點計時器，連在小車的后面。讓小車A運動，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

7、帶測出它們碰撞前后的速度。實驗分析：兩個物體由靜止彈開也是一種碰撞情況課件：參考案例四一平拋測速原理實驗裝置如圖所示。把兩塊大小不同的木塊用細線連接，中間夾一被壓縮了的輕彈簧將這一系統(tǒng)置于光滑的水平桌面上，燒斷細線，觀察物體的運動情況，通過測量桌高和水平位移，可以算出拋出時的初速度。3實驗方案一：31 用氣墊導軌作碰撞實驗（如圖所示）實驗記錄及分析（a-1）碰撞前碰撞后質量m1=4m2=4m1=4m2=4速度v1=9v2=0=3=6mvmv2v/m實驗記錄及分析（a-2）碰撞前碰撞后質量m1=4m2=2m1=4m2=2速度v1=9v2=0=4.5=9mvmv2v/m實驗記錄及分析（a-3）碰撞前碰撞后質量m1=2m2=4 m1=2m2=4速度v1=6v2=0= -2=4mv mv2v/m實驗記錄及分析（b）碰撞前碰撞后質量m1=4m2=2m1=4m2=2速度v1=0v2=0= 2= - 4mvmv2v/m實驗記錄及分析（c）碰撞前碰撞后質量m1=4m2=2m1=4m2=2速度v1=9v2=0=6= 6mvmv2v/m（三）課堂小結1基本思路（一維碰撞） 與物體運動有關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；物體質量的測量（天平）；碰撞前后物體速度的測量（利用光電門