高二(8)物理研究性學習

高二（8）班物理研究性學習課題開題報告及研究過程活動日期：2011.7-2012.8指導教師：汪忠文課題組成員：錢源康寶天徐娜劉佳星齊航鑫胡開成課題組長：錢源康寶天課題名稱：驗證碰撞中的動量守恒相關(guān)學科：物理數(shù)學研究地點：物理實驗室研究目的：驗證碰撞中的動量守恒研究意義：1.通過介紹了解生活中簡單的物理現(xiàn)象，探究這些簡單物理現(xiàn)象所涉及的物理知識，從而得出科學的結(jié)論，培養(yǎng)學生學習物理學科基本的科學素養(yǎng)，并在探究中體會一些基本的研究物理問題的方法。2、在學生的探究過程中，培養(yǎng)學生的合作意識、搜集和處理信息的能力等及培養(yǎng)學生的學科興趣。3、通過實驗探究、動手制作、網(wǎng)絡(luò)資料查詢、課題實驗和匯報，了解、接觸、認識物理學這門自然科學，并為下一步的物理教學奠定基礎(chǔ)。研究方法：實驗法實驗一沖擊擺實驗二斜槽小球撞擊（附：沖擊擺："沖擊擺"是一種測量子彈速度的裝置,用四根長度均為L的細線懸掛一個質(zhì)量為M的木塊,將該裝置懸掛在板上靜止,被測試的子彈質(zhì)量為m,正對著木塊的左側(cè)中心點垂直于左側(cè)面水平射入并留在木塊中和木塊一起上擺.測得上擺的最大擺角為α,可以求出子彈射入木塊前的速度.）活動形式：以小組為單位進行實驗研究計劃與步驟:利用所學知識及課外知識明確實驗原理準備并完善實驗器材明確分工，進行實驗（附：實驗至少進行10次）收集并分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論總結(jié)研究體會與思考預(yù)期成果;在誤差允許的范圍內(nèi)碰撞中的動量守恒活動詳細過程：一：利用沖擊擺實驗驗證步驟一：明確實驗原理（利用所學知識及課外知識）研究人員：錢源康寶天徐娜劉佳星齊航鑫胡開成沖擊擺試驗原理如下：如果質(zhì)量為m的彈丸以某一速度v水平射入懸掛著的質(zhì)量為M的靜止擺塊中并一起以共同速度v′運動，則在射入過程中，由動量守恒定律：得（1）在彈丸與擺塊一起上升過程中機械能守恒：得（2）且（3）由（1）、（2）、（3）可得：（4）只要在實驗中測得M、m、L、θ，則由（4）式可求得彈丸的入射速度。如果彈丸的速度和算出的速度一致，那么動量守恒就得到了驗證。步驟二：準備并完善實驗器材研究人員：錢源康寶天齊航鑫胡開成沖擊擺實驗所需器材：彈簧槍底板四根懸線擺塊彈丸步驟三：明確分工，進行實驗分工：實驗操作員：錢源康寶天齊航鑫胡開成實驗記錄員：徐娜劉佳星沖擊擺試驗過程如下：1．將沖擊擺放在桌面上，彈簧槍尾部正對實驗者。調(diào)節(jié)底板上的調(diào)節(jié)螺釘使底板大致呈水平。調(diào)整四根懸線的長度，使擺塊上表面呈水平，側(cè)面與刻度板平行，前端面與刻度板的零刻度線對齊，后端面的入射孔與彈簧槍口正對。2．拉動彈簧槍拉手至第一擋，裝上彈丸。為減少克服摩擦力而引起的能量損耗，把指針預(yù)先拔在適當位置。壓下扳機，射出彈丸，彈丸進入擺塊后推動擺塊一起上升，擺塊將指針推動到擺塊所能到達的最高位置。在擺塊返回時，用手將其止住。記下指針的最大偏角θ。8．把指針撥回1°－2°。取出彈丸，觀察擺塊的靜止位置是否理想，并作適當調(diào)整。重新把槍機拉在第一擋上，安上彈丸，重復步驟2。在第一擋上共做3次。4．使槍機處于第二擋及第三擋，重復步驟2、3，每擋做3次。5．用尺量出懸線的長度，用天平測出彈丸和擺塊的質(zhì)量。分別計算各次彈丸的速度，求出每擋速度的平均值。步驟四：收集并分析數(shù)據(jù)步驟五：得出結(jié)論：碰撞中的動量守恒二：利用斜槽小球撞擊實驗驗證步驟一：明確實驗原理（利用所學知識及課外知識）研究人員：錢源康寶天徐娜劉佳星齊航鑫胡開成斜槽小球撞擊實驗原理如下：一個質(zhì)量較大的小球從斜槽滾下來，跟放在斜槽前邊小支柱上另一質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞后兩小球都做平拋運動。由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時間相等，這樣如果用小球的飛行時間作時間單位，那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此，只要分別測出兩小球的質(zhì)量m1、m2，和不放被碰小球時入射小球在空中飛出的水平距離s1，以及入射小球與被碰小球碰撞后在空中飛出的水平距離s1'和s2'，若m1s1在實驗誤差允許范圍內(nèi)與m1s1'+m2s2'相等，就驗證了兩小球碰撞前后總動量守恒。步驟二：準備并完善實驗器材研究人員：錢源康寶天齊航鑫胡開成沖擊擺實驗所需器材：碰撞實驗器（斜槽、重錘線），兩個半徑相等而質(zhì)量不等的小球；白紙；復寫紙；天平和砝碼；刻度尺，游標卡尺（選用），圓規(guī)等。步驟三：明確分工，進行實驗分工：實驗操作員：錢源康寶天齊航鑫胡開成實驗記錄員：徐娜劉佳星斜槽小球撞擊實驗過程如下：1．用天平測出兩個小球的質(zhì)量m1、m2。2．安裝好實驗裝置，將斜槽固定在桌邊，并使斜槽末端點的切線水平。3．在水平地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復寫紙。4．在白紙上記下重錘線所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。5．先不放被碰小球，讓入射球從斜槽上同一高度處由靜止開始滾下，重復10次，用圓規(guī)作盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面，圓心就是入射球不碰時的落地點的平均位置P。6．把被碰球放在小支柱上，調(diào)節(jié)裝置使兩小球相碰時處于同一水平高度，確保入射球運動到軌道出口端時恰好與被碰球接觸而發(fā)生正碰。7．再讓入射小球從同一高度處由靜止開始滾下，使兩球發(fā)生正碰，重復10次，仿步驟（5）求出入射小球的落點的平均位置M和被碰小球落點的平均位置N。8．過O、N作一直線，取OO'=2r（可用游標卡尺測出一個小球的直徑，也可用刻度尺測出緊靠在一起的兩小球球心間的距離），O'就是被碰小球碰撞時的球心豎直投影位置。9．用刻度尺量出線段OM、OP、O'N的長度。10．分別算出m1·與m1·+m2·的值，看m1·與m1·+m2·在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。[斜槽小球撞擊實驗注意事項]1．應(yīng)使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。2．要調(diào)節(jié)好實驗裝置，使固定在桌邊的斜槽末端點的切線水平，小支柱與槽口間距離使其等于小球直徑，而且兩球相碰時處在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直線上。3．每次入射小球從槽上相同位置由靜止?jié)L下，可在斜槽上適當高度處固定一檔板，使小球靠著檔板，然后釋放小球。4．白紙鋪好后不能移動。步驟四：收集并分析數(shù)據(jù)步驟五：得出結(jié)論：碰撞中的動量守恒活動結(jié)果:綜上兩實驗得:在誤差允許的范圍內(nèi)碰撞中的動量守恒活動反思及研究體會：準備充分

目標明確在研究性學習的初期階段，我們組員都感到有點不耐煩，畢竟要完成一個實驗，也不是一件簡單的事情，這時老師一直在我們身邊鼓勵我們，并且耐心地為我們講解實驗，指導實驗，讓我們明確目標，做好充分的準備再開始實驗。這令我們頓時恍然大悟，于是收拾好心情，調(diào)整好心態(tài)，安下心來做準備。終于，過了一短時間，我們組員都了解了實驗過程，期間遇到的困難不少，實驗器材不夠，誤差較大......困難重重，使人望而生畏！

但我們依然挺了過來！團隊精神

合作至上

研究性學習是一項龐大的工程，單憑一人之力是無論如何也無法完成的。這時候我們需要的是合作，是整個團隊，是大家共同的努力。這讓我們深有體會，在這次研究性學習中，我們也看到了合作的巨大力量。一開始大家都忙著各自分頭尋找相關(guān)資料，沒有分配任務(wù)，開會討論，等到組內(nèi)開會召集時，才發(fā)現(xiàn)，不是有的資料沒找到，就是同樣的資料找了好幾份。組員們在這種情況下并沒有互相埋怨，而是趕快聚到一起開會商議補救之策。我們將任務(wù)分割成幾份，派給組員，大家同時工作但側(cè)重點不同。如果有的組員提前完成任務(wù)，也會熱心主動的幫助別的組員。正是因為大家共同合作，互相幫助，以集體的利益為主。在幾個人之間，合作的關(guān)系依然緊密，如果查找到與其它組員要找的有關(guān)的資料，大家都會拿出來共享，正是由于這樣，雖然研究任務(wù)很重，我們卻也沒有耽誤很多學習時間。團隊的精神在每個人心中，合作為了共同的目標。體會其中的好處

原以為高中生活只是緊張的學習，其實非也。

高中生活原來是如此多彩的。就以“研究性學習”這個課題來說吧，開始還不知道它有何意義，自開學到現(xiàn)在，這個過程帶給我們許多學習的情趣和全新的感受。

從一定角度看來，研究性學習就是在教學過程中創(chuàng)設(shè)一種類似科學研究的情境或途徑，讓學生在教師引導下，從學習、及社會生活中去選擇和確定研究專題，用類似科學研究的方式，主動地去探索、發(fā)現(xiàn)和體驗。同時，學會對信息進行收集、分析和判斷，去獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題，從而增強思考力和創(chuàng)造力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和完美人格。以往的教育主要以應(yīng)試教育為主，它的表面性，片面性局部性和機械性限制了學生的思維發(fā)展，不利于學生健全人格的培養(yǎng)。而研究性學習具有學習內(nèi)容的綜合性與開放性，學習主體的參與性與自主性。學習過程的創(chuàng)造性與多樣性

，學習評價的多元性與社會性等特點，而研究性學習的目的和特點恰恰可以為學生營造了一個民主的，自由的，寬松的，向上的學習氛圍，這有助于學生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，創(chuàng)新能力的提高和完美人格的塑造。

研究性學習轉(zhuǎn)變了我們的學習觀念，和改變我們的學習方式。以我的小組而言吧，說它簡單，最終成果只是一個簡單的結(jié)果。但是，真是搞起來，要多方面考慮，還要收集有關(guān)資料，而且要親身做實驗，再加以運用，這自然會遇到許多麻煩，它給我們很大創(chuàng)新空間和實踐機會，轉(zhuǎn)變我們對學習和生活缺少獨立思考新發(fā)現(xiàn)的一些依賴觀念，改變我們“死讀書”的學習方式，創(chuàng)造另一種學習的風氣，營造更優(yōu)的學習環(huán)境。這對學習科學文化的學生來說也是一個運用科學知識解決問題的良好機會。同時，研究性學習也促進同學們學會交流，學會合作。這個我在學習研究中有切身的體會，像哪個同學有何特長、愛好，對事情處理的態(tài)度，協(xié)作能力如何，這都很容易在研究性學習過程中反映出來。我作為本組的組長，有時在分配工作過于疏忽，執(zhí)意按自己的意愿去做，結(jié)果造成某些缺漏和過失。幸好還不算嚴重，否則我真無地自容，組員也沒有責怪于我，反而給我補遺拾漏。我想，這不僅僅是一種責任，還有我們感情的橋梁在起著作用吧。這段日子，我們一起做實驗，一起查閱資料