《實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量》教案

1、PAGE10161實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量新課標(biāo)要求（一）知識(shí)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(xiàn)上運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體碰撞前后的速度的測(cè)量方法3、掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法（二）過(guò)程與方法1、學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，完成某種規(guī)律的探究方法。2、學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行猜測(cè)、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)思考問(wèn)題的習(xí)慣，并鍛煉其思考的全面性、準(zhǔn)確性與邏輯性。2、通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，能使學(xué)生靈活地運(yùn)用科學(xué)方法來(lái)研究問(wèn)題，解決問(wèn)題，提高創(chuàng)新意識(shí)。3、在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的猜測(cè)過(guò)程中，提高學(xué)生合作

2、探究能力。4、在對(duì)現(xiàn)象規(guī)律的語(yǔ)言闡述中，提高了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力，還體現(xiàn)了各學(xué)科之間的聯(lián)系，可引伸到各事物間的關(guān)聯(lián)性，使自己溶入社會(huì)。教學(xué)重點(diǎn)碰撞中的不變量的探究教學(xué)難點(diǎn)速度的測(cè)量方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備；完成該實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材，如氣墊導(dǎo)軌、滑塊、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過(guò)程（一）引入新課課件（投影片）演示：（1）臺(tái)球由于兩球碰撞而改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（不同號(hào)的臺(tái)球運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)化為其他粒子師：碰撞是日常生活、生產(chǎn)活動(dòng)中常見(jiàn)的一種現(xiàn)象，兩

3、個(gè)物體發(fā)生碰撞后，速度都發(fā)生變化例：兩節(jié)火車(chē)車(chē)廂之間的掛鉤靠碰撞連接。師：兩個(gè)物體的質(zhì)量比例不同時(shí)，它們的速度變化也不一樣師：物理學(xué)中研究運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的守恒量具有特別重要的意義，本節(jié)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究碰撞過(guò)程中的什么物理量保持不變（守恒）（二）進(jìn)行新課1實(shí)驗(yàn)探究的基本思路11一維碰撞師：我們只研究最簡(jiǎn)單的情況兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，碰撞后仍沿同一直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(lái)的鋼球，把小球A拉起使其懸線(xiàn)與豎直線(xiàn)夾一角度a，放開(kāi)后A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與B球發(fā)生碰撞，碰后B球擺幅為角如兩球的質(zhì)量mA=mB，碰后A球靜止，B球擺角=，這說(shuō)明A、B兩球碰后交換了速度；如

4、果mAmB，碰后A、B兩球一起向右擺動(dòng)；如果mAmB，碰后A球反彈、B球向右擺動(dòng)師：以上現(xiàn)象可以說(shuō)明什么問(wèn)題結(jié)論：以上現(xiàn)象說(shuō)明A、B兩球碰撞后，速度發(fā)生了變化，當(dāng)A、B兩球的質(zhì)量關(guān)系發(fā)生變化時(shí)，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(yùn)動(dòng)有關(guān)的量只有物體的質(zhì)量和物體的速度設(shè)兩個(gè)物體的質(zhì)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?yàn)檎鲎睬昂笏俣鹊淖兓臀矬w的質(zhì)量m的關(guān)系，我們可以做如下猜測(cè)：（1）（2）（3）分析：碰撞前后物體質(zhì)量不變，但質(zhì)量并不描述物體的運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)條件的保證、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量21實(shí)驗(yàn)必須保證碰撞是一維的，即兩個(gè)物體在碰撞之前沿同一直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，碰撞之后還沿同一直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);22用天平測(cè)量物體的質(zhì)量；23測(cè)量?jī)蓚€(gè)物體在碰撞前后的速度師：測(cè)量物體的速度可以有哪些方法生：討論?？偨Y(jié)：速度的測(cè)量：可以充分利用所學(xué)的運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)，如利用勻速運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)，并借助于斜槽、氣墊導(dǎo)軌、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶等來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮涂刂茖?shí)驗(yàn)條件課件：參考案例一光電門(mén)測(cè)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(shè)為L(zhǎng)氣墊導(dǎo)軌上黃色框架上安裝有光控開(kāi)關(guān)，并與計(jì)時(shí)裝置相連，構(gòu)成光電計(jì)時(shí)裝置當(dāng)擋光板穿入時(shí)，將光擋住開(kāi)始計(jì)時(shí)，穿過(guò)后不再擋光則停

6、止計(jì)時(shí)，設(shè)記錄的時(shí)間為t，則滑塊相當(dāng)于在L的位移上運(yùn)動(dòng)了時(shí)間t，所以滑塊勻速運(yùn)動(dòng)的速度v=L/t課件：參考案例二一擺球測(cè)速原理實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。把兩個(gè)小球用線(xiàn)懸起來(lái)，一個(gè)小球靜止，拉起另一個(gè)小球，放下時(shí)它們相碰?？梢詼y(cè)量小球被拉起的角度，從而算出落下時(shí)的速度；測(cè)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(shí)的能量損失。課件：參考案例三一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速原理將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑桌面的一端，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車(chē)的后面。讓小車(chē)A運(yùn)動(dòng)，小車(chē)B靜止。在兩小車(chē)的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥中，把兩個(gè)小車(chē)連接成一體（如上圖）。通過(guò)紙帶測(cè)出它們碰撞

7、前后的速度。實(shí)驗(yàn)分析：兩個(gè)物體由靜止彈開(kāi)也是一種碰撞情況課件：參考案例四一平拋測(cè)速原理實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。把兩塊大小不同的木塊用細(xì)線(xiàn)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(xì)線(xiàn)，觀察物體的運(yùn)動(dòng)情況，通過(guò)測(cè)量桌高和水平位移，可以算出拋出時(shí)的初速度。3實(shí)驗(yàn)方案一：31用氣墊導(dǎo)軌作碰撞實(shí)驗(yàn)（如圖所示）實(shí)驗(yàn)記錄及分析（a-1）碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=4m1=4m2=4速度v1=9v2=0=3=6mvmv2v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析（a-2）碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=2m1=4m2=2速度v1=9v2=0=9mvmv2v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析（a-3）碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=2m2=4m1=2m2=4速度v1=6v2=0=-2=4mvmv2v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析（b）碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=2m1=4m2=2速度v1=0v2=0=2=-4mvmv2v/m實(shí)驗(yàn)記錄及分析（c）碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=4m2=2m1=4m2=2速度v1=9v2=0=6=6mvmv2v/m（三）課堂小結(jié)1基本思路（一維碰撞）與物體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理量可能有哪些碰撞前后哪個(gè)物理量可能是不變的2需要考慮的問(wèn)題碰撞必須包括各種情況的碰撞；物體質(zhì)量的測(cè)量（天平）；碰撞前后物體速度的測(cè)量（利用光電門(mén)或