《實驗探究碰撞中的不變量》教案設計

實驗：究碰撞中的變量

教案★新課標求（一）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）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）感、態(tài)度與值觀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?！锝虒W重碰撞中的不變量的探究★教學難速度的測量方法、實驗數(shù)據(jù)的處理．★教學方教師啟發(fā)、引導，學生自主實驗，討論、交流學習成果?！锝虒W用：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1課時★教學過（一）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(xiàn)象，兩個物體發(fā)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）行新課1．實驗探的基本思路1．1一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、是懸掛起來的鋼球，把小球A拉使其懸線與豎直線夾一角度a，放開后A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擺角β=α，這說明A、球碰后交換了速度；如果m>m，碰后、B球一起向右擺動；A

B如果m<m，碰后反彈、B向右擺動．A

B師：以上現(xiàn)象可以說明什么問題？結論：以上現(xiàn)象說明、B球碰撞后，速度發(fā)生了變化，AB兩球的質量關系發(fā)生變化時，速度變化的情況也不同．1．2

追尋不變量

mvmv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m、，碰撞前它們速度分別為v、v，碰撞后的1

2

1

2速度分別1

2

．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：（1v12112（2v2212

v1

222vv（3）112mmm12分析：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．2實驗條件的證、實數(shù)據(jù)的測量2

實驗必須保證碰撞是一維的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;2．22．3

用天平測量物體的質量；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：速度的測量可以充分利用所學的運動學知識利用勻速運動平拋運動，并借助于斜槽墊導軌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光板有一定的寬度為L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L的位移上運動了時間t，所以滑塊勻速運動的速度．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?？梢詼y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。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31用氣（如圖所示）

案一：墊導軌作碰撞實

實驗記錄及分析（）碰撞前

碰撞后質量

m=41

m=42

m=41

m=42速度

v=91

v=02

1

=3

2

=6mv

112

v1122mv

m1

v2

2

v/m

v1m12

vv1m12

實驗記錄及分析（）碰撞前

碰撞后質量

m=41

m=22

m=41

m=22速度

v=91

v=02

1

=4.5

2

=9mv

v122

v122mv

m1

v2

1

2222

v/m

v1m12

vv1m12

實驗記錄及分析（）

碰撞前

碰撞后質量

m=21

m=42

m=21

m=42速度

v=61

v=02

1

=-2

2

=4mv

112

v1122mv

m1

v2

2

v/m

v1m12

vv1m12

實驗記錄及分析（b）碰撞前

碰撞后質量

m=41

m=22

m=41

m=22速度

v=01

v=02

1

=2

2

=-4mv

v122

v122mv

m1

v2

1

2222

v/m

v1m12

vv1m12

實驗記錄及分析—）碰撞前

碰撞后質量速度

m=41v=91

m=22v=02

m=411

m=2262mv

112

v1122mv

mmv12

2

v/m

v1m12

vv1m12

（三）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