探究碰撞中的不變量教學(xué)設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上§16.1 實驗：探究碰撞中的不變量一、教學(xué)目標(biāo)（1）知識與技能：能夠領(lǐng)會“探究碰撞中的不變量”實驗的設(shè)計思路，并初步知道物體碰撞過程中動量守恒。（2）過程與方法：能獨(dú)立進(jìn)行實驗操作，會采集實驗數(shù)據(jù)。能夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)進(jìn)行分析，尋找物體碰撞前后的不變量。（3）情感、態(tài)度與價值觀：讓學(xué)生經(jīng)歷自主探究、合作學(xué)習(xí)的情感體驗。二、重點難點本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的重點是實驗方案的設(shè)計與篩選，難點是通過對實驗數(shù)據(jù)的分析得出物體碰撞前后的不變量。三、教學(xué)過程（一）課題的引入 播放視頻：臺球的碰撞、兩個小球的碰撞師：這是生活中常見的一種運(yùn)動形式碰撞。發(fā)生碰撞的物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了變化，我

2、們可以通過什么物理量來描述物體的運(yùn)動狀態(tài)？生：師：物體碰撞前后速度發(fā)生了變化，不同質(zhì)量的物體碰撞前后速度的變化情況也是不同的。那么，碰撞前后會不會有什么物理量保持不變？（提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，猜測可能的情況）生：師：以上幾種情況，可能存在什么樣的數(shù)學(xué)關(guān)系？生：（；）師：事實是怎樣的呢？我們可以通過物理實驗來證實。（二）實驗方案的設(shè)計與選擇師：我們應(yīng)該采用什么實驗方案進(jìn)行探究呢？請同學(xué)們先設(shè)計一個合適的實驗方案。說明：（稍頃）讓學(xué)生交流所設(shè)計的實驗方案（學(xué)生在草稿紙上畫，教師選擇在巡回指導(dǎo)中注意到若干典型的設(shè)計方案在投影儀上打出）。師：同學(xué)們提出了許多實驗方案，我們應(yīng)選用什么方案比較好呢？請同

3、學(xué)們認(rèn)真考慮一下，利用實驗探究碰撞中的不變量時需要測量哪些物理量？生：測量質(zhì)量與速度。師：剛才視頻播放中，我們看到臺球與被碰臺球并是在同一直線上運(yùn)動，考慮到速度是矢量，這為研究碰撞前后不變量的探究增加了難度，我們從最簡單的碰撞形式開始研究。一維碰撞：兩個物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動，碰撞后仍沿這條直線運(yùn)動。這種碰撞叫做一維碰撞。引導(dǎo)學(xué)生思考：能否設(shè)計一個實驗來探究一維碰撞？學(xué)生分組討論，得出書本提出的三個方案：（教師引導(dǎo)學(xué)生通過討論選定采用的方案）采用各種方案時各有什么優(yōu)缺點？根據(jù)現(xiàn)有的實驗條件，選擇什么方案好呢？師：我們采用方案一。利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實驗，實驗儀器如圖。質(zhì)量可以用天平測量，我們應(yīng)該

4、怎樣測量物體運(yùn)動的速度呢？分組討論：回顧實驗裝置的工作原理和使用方法以及測定速度的方法。說明：教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生明確：首先要通過各種途徑了解實驗的原理。讓學(xué)生認(rèn)識到，實驗的目的不僅僅是為了動手實驗，更是為了通過不斷地動腦和不斷地解決問題的過程中提高分析問題和解決問題的能力。實驗的價值也體現(xiàn)在這里。師：在設(shè)計實驗方案時，要根據(jù)實驗?zāi)康呐c現(xiàn)有的實驗條件進(jìn)行選擇，當(dāng)利弊共存時，要辯證地選擇合適的方案，而不是一味地追求所謂的精確。師生互動：（教師組織學(xué)生進(jìn)行交流）學(xué)生通過討論后認(rèn)為進(jìn)行實驗前首先要解決的問題有：（1）實驗裝置應(yīng)怎么組裝？（2）實驗的程序？（3）怎樣進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)的采集、分析與處理？說明：教師

5、引導(dǎo)學(xué)生展開進(jìn)一步地思考與討論，并通過班集體的交流中明確對策的同時，教師適時地在黑板上寫出點睛式的板書：（1）氣墊導(dǎo)軌水平調(diào)節(jié)，消除重力分力的影響；（2）規(guī)定速度矢量的正方向，（3）測定碰撞前后滑塊的速度（4）電腦處理實驗數(shù)據(jù)（5）實驗器材的選擇：氣墊導(dǎo)軌；滑塊；光電計時器；毫米刻度尺；天平；擋光片；彈性圈；粘扣。（6）實驗步驟：安裝好實驗器材。（課前已準(zhǔn)備好）調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，使之水平。依次調(diào)節(jié)滑塊的質(zhì)量及運(yùn)動狀態(tài)，分別實驗。（具體情況可以由學(xué)生討論決定）補(bǔ)充說明： 1、碰撞不單止兩個物體相碰，原來連在一起的兩個物體，由于具有相互排斥的力而分開，也是一種碰撞。例如：用細(xì)線將彈簧片拉成弓形，連接兩

6、個物體，在某一時刻將細(xì)線燒斷，兩物體運(yùn)動；炮彈爆炸成速度不同的碎片等。2、碰撞時難免有能量損失，只有當(dāng)某個物理量在能量損失較大和損失較小的碰撞中都不變，則才是我們尋找的不變量。能量損失較小：即使得碰撞接近彈性碰撞，可在兩滑塊相碰的端面裝上彈性碰撞架。能量損失較大：可在滑塊的碰撞端面貼膠布，可增大。或者在兩個滑塊端分別裝上撞針和橡皮泥等。（三）實驗操作與相關(guān)數(shù)據(jù)的采集師：請四組同學(xué)，每組三人在老師指導(dǎo)下進(jìn)行實驗。說明：在學(xué)生開始進(jìn)行實驗操作前，先將三個學(xué)生進(jìn)行分工，一個負(fù)責(zé)滑塊的釋放滑塊，一個負(fù)責(zé)碰撞后滑塊的停止，一個負(fù)責(zé)計數(shù)器的讀數(shù)及計數(shù)器的復(fù)零。提醒學(xué)生不要讓滑塊掉到地上，也不要用勁往下壓滑

7、塊以保護(hù)導(dǎo)軌。實據(jù)數(shù)據(jù)采集進(jìn)行大約10分鐘，教師一旁指導(dǎo)，特別是對那些動手能力比較弱，實驗技能也相對比較差的同學(xué)要給予鍛煉的機(jī)會。（四）實驗數(shù)據(jù)的分析與處理師：（待學(xué)生們做好實驗后，教師要抓住學(xué)生在實驗操作、數(shù)據(jù)處理和得出計算結(jié)果的過程中的不足之處甚至錯誤之處進(jìn)行分析與點評）我們一起來看看實驗情況。將實驗數(shù)據(jù)輸入事先準(zhǔn)備好的處理文件中，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理（有條件的話，此表格可以由學(xué)生完成）。表一：接觸面性質(zhì)彈性圈碰撞情況對碰次數(shù)m 1m 2t 1v 1t 2v 212表二： 碰撞前碰撞后質(zhì)量速度  說明：1、m1和m2分別是滑塊1和滑塊2的質(zhì)量，t1和t2是它們碰撞前通過光電門的時間，v1和v2是它們碰撞前的速度，t1/和t2/是它們碰撞后通過光電門的時間，v1/和v2