實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量第十六章：動(dòng)量守恒定律第1頁(yè)，共21頁(yè)。教材分析

教學(xué)目標(biāo)：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(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．引入思路：碰撞是常見(jiàn)的現(xiàn)象，以宏觀、微觀現(xiàn)象為例，從生產(chǎn)、生活中的現(xiàn)象（包括實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）中提出研究的問(wèn)題----碰撞前后是否有什么物理量保持不變？引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象出發(fā)去發(fā)現(xiàn)隱藏在現(xiàn)象背后的自然規(guī)律。

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）

第2頁(yè)，共21頁(yè)。兩節(jié)火車(chē)車(chē)廂之間的掛鉤靠碰撞連接

第3頁(yè)，共21頁(yè)。P2演示A、B是兩個(gè)懸掛起來(lái)的鋼球，質(zhì)量相等。使B球靜止，拉起A球，放開(kāi)后A與B碰撞，觀察碰撞前后兩球運(yùn)動(dòng)的變化。換為質(zhì)量相差較多的兩個(gè)小球，重做以上實(shí)驗(yàn)通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果看出，兩物體碰后質(zhì)量雖然沒(méi)有改變，但運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的程度與物體質(zhì)量的大小有關(guān)。讓學(xué)生通過(guò)觀察現(xiàn)象猜想碰撞前后可能的“不變量”。

第4頁(yè)，共21頁(yè)。1.1一維碰撞如圖所示，A、B是懸掛起來(lái)的鋼球，把小球A拉起使其懸線與豎直線夾一角度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(shuō)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(dòng)；如果mA<mB，碰后A球反彈、B球向右擺動(dòng)．以上現(xiàn)象可以說(shuō)明什么問(wèn)題？1．實(shí)驗(yàn)探究的基本思路第5頁(yè)，共21頁(yè)。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．第6頁(yè)，共21頁(yè)。P2課文，描述思路兩個(gè)物體各自的質(zhì)量與自己的速度的乘積之和是不是不變量？m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’

？或者，各自的質(zhì)量與自己的速度的二次方的乘積之和是不變量？m1v12

+m2v2=m1v1’2+m2v2’2

？也許，兩個(gè)物體的速度與自己質(zhì)量的比值之和在碰撞前后保持不變？？

……指明了探究的方向和實(shí)驗(yàn)的目的制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：P4～P5參考案例：給學(xué)生一定的設(shè)計(jì)空間1．2追尋不變量第7頁(yè)，共21頁(yè)。2．實(shí)驗(yàn)條件的保證、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量2．1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運(yùn)動(dòng)，碰撞之后還沿同一直線運(yùn)動(dòng);2．2用天平測(cè)量物體的質(zhì)量；2．3測(cè)量?jī)蓚€(gè)物體在碰撞前后的速度．測(cè)量物體的速度可以有哪些方法？第8頁(yè)，共21頁(yè)。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．第9頁(yè)，共21頁(yè)。第10頁(yè)，共21頁(yè)。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。第11頁(yè)，共21頁(yè)。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)出它們碰撞前后的速度。第12頁(yè)，共21頁(yè)。兩個(gè)物體由靜止彈開(kāi)也是一種碰撞情況

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，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。第13頁(yè)，共21頁(yè)。3．實(shí)驗(yàn)方案一：

3．1用氣墊導(dǎo)軌作碰撞實(shí)驗(yàn)（如圖所示）第14頁(yè)，共21頁(yè)。實(shí)驗(yàn)記錄及分析（a-1）第15頁(yè)，共21頁(yè)。實(shí)驗(yàn)記錄及分析（a-2）第16頁(yè)，共21頁(yè)。實(shí)驗(yàn)記錄及分析（a-3）第17頁(yè)，共21頁(yè)。實(shí)驗(yàn)記錄及分析（b）第18頁(yè)，共21頁(yè)。實(shí)驗(yàn)記錄及分析—（c）第19頁(yè)，共21頁(yè)。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