《实验：探究碰撞中的不变量》教案.pdf

《《实验：探究碰撞中的不变量》教案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《实验：探究碰撞中的不变量》教案.pdf（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、-物理：物理：16.16.实验：探究碰撞中的不变量学案实验：探究碰撞中的不变量学案物理名言物理名言:想象远比知识重要，知识有涯，而想象能环抱整个世界爱因斯坦台球的碰撞、火箭的起飞、微观粒子的散射，这些运动似乎有天壤之别,物理学的研究表明,它们遵从相同的科学规律动量守恒定律。动量守恒是自然界中最普遍的规律之一。新课标要求新课标要求1 1、内容标准、内容标准（1)探究物体弹性碰撞的一些特点，知道弹性碰撞和非弹性碰撞;(2)通过实验，理解动量和动量守恒定律,能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题，知道动量守恒定律的普遍意义;例例 1 1：火箭的发射利用了反冲现象。例例 2:2:收集资料，了解中子是怎样

2、发现的。讨论动量守恒定律在其中的作用。(3)通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。16.16.实验实验:探究碰撞中的不变量探究碰撞中的不变量三维教学目标三维教学目标1 1、知识与技能、知识与技能(1)明确探究碰撞中的不变量的基本思路；()掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法;(）掌握实验数据处理的方法。2 2、过程与方法、过程与方法（1)学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法；(2)学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。3 3、情感、态度与价值观、情感、态度与价值观(）通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面

3、性、准确性与逻辑性；(2）通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题,提高创新意识；（)在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力;（4)在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系，-可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。教学重点教学重点:碰撞中的不变量的探究。教学难点：教学难点：实验数据的处理。教学方法：教学方法：启发、引导,学生自主实验，讨论、交流学习成果。教学用具教学用具:投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材,如气垫导轨、滑块等。教学过程：教学过程：第一节第一节探究

4、碰撞中的不变量探究碰撞中的不变量（一（一)引引入入演示：演示：(）台球由于两球碰撞而改变运动状态。（2)微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态,甚至使得一种粒子转化为其他粒子。碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化。两个物体的质量比例不同时,它们的速度变化也不一样。物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变(守恒)。(二二)进行新课进行新课1 1、实验探究的基本思路、实验探究的基本思路（1 1）一维碰撞一维碰撞我们只研究最简单的情况两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。这种碰撞叫做一维碰撞。

5、演示演示:如图所示，A、是悬挂起来的钢球，把小球拉起使其悬线与竖直线夹一角度a，放开后球运动到最低点与球发生碰撞,碰后 B 球摆幅为角。如两球的质量A=，碰后 A 球静止，B 球摆角，这说明A、B 两球碰后交换了速度；如果 mmB，碰后 A、B 两球一起向右摆动；如果AmB，碰后 A 球反弹、球向右摆动。以上现象可以说明什么问题？-结论结论:以上现象说明、两球碰撞后，速度发生了变化,当 A、B 两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同(碰撞过程中,速度的变化与质量的大小有关）。(2(2）追寻不变量）追寻不变量分析：分析：碰撞前后物体质量不变,但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“

6、不变量”。必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量。在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度。设两个物体、v2规定的质量分别为 m1、m2，碰撞前它们速度分别为1、,碰撞后的速度分别为v1，某一速度方向为正。碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系,我们可以做如下三种猜测：m v m v m v m v1 1221 12222m v m v m v m v1 1221 12222vvvv1212mmmm12122 2、实验条件的保证、实验数据的测量、实验条件的保证、实验数据的测量（1）实验必须保证碰撞是一维的即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿

7、同一直线运动（对心碰撞）;（2）用天平测量物体的质量；（3)测量两个物体在碰撞前后的速度。问题：问题：测量物体的速度可以有哪些方法?提示：提示：速度的测量:可以充分利用所学的运动学知识,如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。参考案例参考案例一种测速原理如图所示,图中滑块上红色部分为挡光板,挡光板有一定的宽度，设为L，气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置。-当挡光板穿入时,将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在 L 的位移上运动了时间t,所以滑块匀速运动的速度v=/

8、t。3 3、实验方案、实验方案(1)(1)用气垫导轨作碰撞实验（如图所示用气垫导轨作碰撞实验（如图所示)实验记录及分析实验记录及分析(a-1(a-1）质量速度vmv2碰撞前m=4=9m24v2=01=4碰撞后m2=4=3v1=v2m1v1 m2v22m1v12 m2v2 m2v2 m1v12 m2v22m1v1v2v1m1m2vmv1v2m1m2实验记录及分析（实验记录及分析（-)质量速度v碰撞前=4v=m2=2v2=0m1=碰撞后m=2=4.v19v2m1v1 m2v2 m2v2 m1v1-mv22m1v12 m2v2 m2v2 m1v1v2v1m1m222mv1v2m1m2实验记录及分析实

9、验记录及分析(a-(a-）质量速度mvmv2碰撞前m1=2v1=6m=420碰撞后m1m2=4=-2v14v2m1v1 m2v22m1v12 m2v2 m2v2 m1v12 m2v22m1v1v2v1m1m2v/mv1v2m1m2实验记录及分析实验记录及分析(b)(b)质量速度mvv2碰撞前m=4v1=92=2v2=1=4碰撞后2=6v1=v2m1v1 m2v22m1v12 m2v2 m2v2 m1v1 m2v2 m1v1v2v1m1m222v/()用小车研究碰撞v1v2m1m2-将打点计时器固定在光滑桌面的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面。让小车A 运动，小车 B 静止。在两小车的

10、碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体（如上图）。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。、结论、结论:第一种猜测是对第一种猜测是对,即即m v m v m v m v1 1221 122课后练习课后练习、在一个物理过程中始终保持不变的物理量叫不变量，也叫_量。2、在气垫导轨上进行探究实验时，用的仪器除了光电门、滑块、挡光片外，还有 _。3、在气垫导轨上进行实验时，首先应该做的是（)A给气垫导轨通气 B给光电计时器进行归零处理C.把滑块放到导轨上D.检查挡光片通过光电门时是否能挡光计时4、在用气垫导轨探究碰撞中的不变量时，不需要测量的物理量是()A滑块的质量 B.挡光

11、的时间C挡光片间的距离 D光电门的高度5、若用打点计时器做探究碰撞中的不变量实验,下列操作是正确的是()A.相互作用的两车上，一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了改变两车的质量相互作用的两车上,一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了碰撞后粘在一起C.先接通打点计时器的电源,再释放拖动纸带的小车.先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源6、关于打点计时器使用的电源,下列说法正确的是（)A火花式打点计时器使用低压交流电源，电磁式打点计时器使用低压直流电源B.火花式打点计时器使用低压交流电源，电磁式打点计时器使用220V交流电源火花式打点计时器使用220V 交流电源,电磁式打点计时器使用低压交流电

12、源火花式打点计时器使用220V 交流电源,电磁式打点计时器使用2V 直流电源7、对于实验最终的结论m1v+m2v2m1 v1m2,下列说法正确的是（)-A.仅限于一维碰撞 B.任何情况下 m1m2vm11+m v2 也一定成立C式中的 v1、v2、v、2 都是速度的大小 D式中的不变量是1和 m组成的系统的总动量、如图所示,两个质量相同的小钢球，按图示方式悬挂，让其中一个小球保持静止,把另一小球拉开一定的角度，然后自由释放,下列说法正确的是()A.碰撞后，两球相互交换速度，入射球静止,被碰球以入射球碰前的速度运动B碰撞后,入射球被反弹,被碰球以入射球碰前 2 倍的速度运动C.碰撞前后，两球有

13、m1=mv（v1和 v2分别表示两球相碰前后的速度)D.碰撞前后，两球有 mv1mv2（1和 v分别表示两球相碰前后的速度)、在气垫导轨上的两个滑块P、Q，质量分别为 m、2，已知它们碰撞后的速度分别为v1、v2，碰撞前 P 的速度为 v,则碰撞前 Q 的速度 v2为 ()A B v1 v v12222m1v1 m2(v2v2)m2m2v2 m1(v1 v1)Dm20、在光滑水平桌面上有两个小球,甲球的质量为 2g,乙球的质量为 1kg，甲球以 4m/s的速度和原来静止的乙球发生对心碰撞,则下列说法正确的是 ().碰撞后甲球的速度为零,乙球的速度为 8m/s,方向与甲球原来的速度方向相同.碰撞

14、后甲球的速度一定变小C仅根据上述条件无法求出碰撞后两球的速度大小.以上说法均不正确1、试写出下列物理过程中的不变量：(1)一物体做自由落体；（）一个物体在竖直方向做匀速直线运动；（)一物体沿光滑曲面自由下滑。12、用气垫导轨做实验时，某一滑块通过光电门时,双挡光片两次挡光的记录为84.1ms 和-294.6ms，测得挡光片的挡光距离为5,则此滑块的速度多大?3、在气垫导轨上有两个质量均为m 的滑块，两个滑块都带有尼龙搭扣,使一滑块以速度 v运动,和静止的另一滑块相碰,碰后两滑块以共同速度 v运动,请猜测这一过程中的守恒量和不守恒量。14、物理量分哪两类,怎么样描述它们的变与不变?探究碰撞中的不变量探究碰撞中的不变量、守恒 2、光电计时器 3、D 5、BC、C 7、D 8、AC 9、0、BC1、（1）运动的加速度()速度或合力()机械能 1、.76m/3、守恒量：mmv,不守恒量:v=2mv 14、矢量：当矢量的大小或方向有一个发生变化，这个矢量就变化；当矢量的大小和方向都不变时,这个矢量就不变。标量:当标量的大小变化时,这个标题就变化；当标量的大小不变时，这个标题就不变。22-