高中物理 16.1《實驗：探究碰撞中的不變量》 新人教 選修35

16.1《實驗：探究碰撞

中的不變量》.教學目標（一）知識與技能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）過程與方法1、學習根據(jù)實驗要求，設(shè)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）情感、態(tài)度與價值觀1、通過對實驗方案的設(shè)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(guān)聯(lián)性，使自己溶入社會?！锝虒W重點碰撞中的不變量的探究★教學難點實驗數(shù)據(jù)的處理．★教學方法教師啟發(fā)、引導，學生自主實驗，討論、交流學習成果?！锝虒W用具：投影片，多媒體輔助教學設(shè)備；完成該實驗實驗室提供的實驗器材，如氣墊導軌、滑塊等.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．.碰撞是日常生活、生產(chǎn)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．兩個物體的質(zhì)量比例不同時，它們的速度變化也不一樣．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)．.1、一維碰撞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．實驗探究的基本思路.如圖所示，A、B是懸掛起來的鋼球，把小球A拉起使其懸線與豎直線夾一角度a，放開后A球運動到最低點與B球發(fā)生碰撞，碰后B球擺幅為β角．如兩球的質(zhì)量mA=mB，碰后A球靜止，B球擺角β=α，這說明A、B兩球碰后交換了速度；如果mA>mB，碰后A、B兩球一起向右擺動；如果mA<mB，碰后A球反彈、B球向右擺動．以上現(xiàn)象說明A、B兩球碰撞后，速度發(fā)生了變化，當A、B兩球的質(zhì)量關(guān)系發(fā)生變化時，速度變化的情況也不同．.2．追尋不變量在一維碰撞的情況下與物體運動有關(guān)的量只有物體的質(zhì)量和物體的速度．設(shè)兩個物體的質(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v1’、v2’．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(zhì)量m的關(guān)系，我們可以做如下猜測：.①碰撞前后物體質(zhì)量不變，但質(zhì)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．.1．實驗必須保證碰撞是一維的，即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．用天平測量物體的質(zhì)量；3．測量兩個物體在碰撞前后的速度．速度的測量：可以充分利用所學的運動學知識，如利用勻速運動、平拋運動，并借助于斜槽、氣墊導軌、打點計時器和紙帶等來達到實驗目的和控制實驗條件．實驗條件的保證、實驗數(shù)據(jù)的測量.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．氣墊導軌上黃色框架上安裝有光控開關(guān)，并與計時裝置相連，構(gòu)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(shè)記錄的時間為t，則滑塊相當于在L的位移上運動了時間t，所以滑塊勻速運動的速度v=L/t．參考案例一中測速原理.用氣墊導軌做碰撞實驗.碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1’=V2’=mvm1v1+m2v2=M1v’1+m2v’2=mv2m1v12+m2v22=M1v’12+m2v’22=v/m實驗記錄及分析(a-1).碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實驗記錄及分析(a-2).碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實驗記錄及分析(a-3).碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實驗記錄及分析(b).碰撞前碰撞后質(zhì)量m1=m2=m1=m2=速度V1=V2=V1=V2=mvm1v1+m2v2=m1v1+m2v2=mv2m1v12+m2v22=m1v12+m2v22=v/m實驗記錄及分析—(c).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運動，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。用小車研究碰撞.小結(jié)基本思路(一維碰撞)與物體運動有關(guān)的物理量可能有哪些？碰撞前后哪個物理量可能是不變的？需要考慮的問題碰撞必須包括各種情況的碰撞;物體質(zhì)量的測量(天平);碰撞前后物體速度的測量(利用光電門或打點計時器等).作業(yè)：P6①②.9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:54PM11、以我獨沈久，愧君相見頻。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍見翻疑夢，相悲各問年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行動出成果，工作出財富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:54PM11、成功就是日復一日那一點點小小努力的積累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荊門九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。。2023/2/32023/2/303February202317、空山新雨后，天氣晚來秋。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、楊柳散和風，青山澹吾慮。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:54PM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303February202317、一個人即