高中物理 16.1《實驗：探究碰撞中的不變量》 新人教 選修35

16.1《實驗：探究碰撞

中的不變量》.教學目標（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(shù)據(jù)處理的方法．（二）過程與方法1、學習根據(jù)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(jù)實驗數(shù)據(jù)進行猜測、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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的猜測過程中，提高學生合作探究能力。4、在對現(xiàn)象規(guī)律的語言闡述中，提高了學生的語言表達能力，還體現(xiàn)了各學科之間的聯(lián)系，可引伸到各事物間的關聯(lián)性，使自己溶入社會。★教學重點碰撞中的不變量的探究★教學難點實驗數(shù)據(jù)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、滑塊等.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．.碰撞是日常生活、生產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．兩個物體的質量比例不同時，它們的速度變化也不一樣．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)．.1、一維碰撞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．實驗探究的基本思路.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β角．如兩球的質量mA=mB，碰后A球靜止，B球擺角β=α，這說明A、B兩球碰后交換了速度；如果mA>mB，碰后A、B兩球一起向右擺動；如果mA<mB，碰后A球反彈、B球向右擺動．以上現(xiàn)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．.2．追尋不變量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v1’、v2’．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”．②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．.1．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;2．用天平測量物體的質量；3．測量兩個物體在碰撞前后的速度．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．實驗條件的保證、實驗數(shù)據(jù)的測量.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．參考案例一中測速原理.用氣墊導軌做碰撞實驗.碰撞前碰撞后質量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1’=V2’=mvm1v1+m2v2=M1v’1+m2v’2=mv2m1v12+m2v22=M1v’12+m2v’22=v/m實驗記錄及分析(a-1).碰撞前碰撞后質量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實驗記錄及分析(a-2).碰撞前碰撞后質量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實驗記錄及分析(a-3).碰撞前碰撞后質量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實驗記錄及分析(b).碰撞前碰撞后質量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實驗記錄及分析—(c).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)。通過紙帶測出它們碰撞前后的速度。用小車研究碰撞.小結基本思路(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？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(利用光電門或打點計時器等).作業(yè)：P6①②.9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:54PM11、以我獨沈久，愧君相見頻。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍見翻疑夢，相悲各問年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行動出成果，工作出財富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有結果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:54PM11、成功就是日復一日那一點點小小努力的積累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荊門九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。。2023/2/32023/2/303February202317、空山新雨后，天氣晚來秋。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、楊柳散和風，青山澹吾慮。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:54PM11、越是沒有本領的就越加自命不凡。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303February202317、一個人即