實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量16．1

實(shí)驗(yàn)：探究碰撞中的不變量（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、掌握同一條直線上運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體碰撞前后的速度的測量方法．3、掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法．（二）過程與方法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、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、通過對實(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、通過對實(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)方法來研究問題，解決問題，提高創(chuàng)新意識(shí)。3、在對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的猜測過程中，提高學(xué)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(xué)生的語言表達(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)?！锝虒W(xué)重點(diǎn)

碰撞中的不變量的探究★教學(xué)難點(diǎn)

速度的測量方法、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?！锝虒W(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、滑塊等★課時(shí)安排

1課時(shí)

★教學(xué)過程（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）火車碰撞碰撞是日常生活、生產(chǎn)活動(dòng)中常見的一種現(xiàn)象，兩個(gè)物體發(fā)生碰撞后，速度都發(fā)生變化．例：兩節(jié)火車車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)過程中的守恒量具有特別重要的意義，本節(jié)通過實(shí)驗(yàn)探究碰撞過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1．1一維碰撞師：我們只研究最簡單的情況——兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞后仍沿同一直線運(yùn)動(dòng)．這種碰撞叫做一維碰撞．實(shí)驗(yàn)：碰撞演示如圖所示，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(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)．師：以上現(xiàn)象可以說明什么問題？結(jié)論：以上現(xiàn)象說明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．

1．2

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v1′v2′．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：

(1)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′；(2)m1veq\o\al(2,1)＋m2veq\o\al(2,2)＝m1v1′2＋m2v2′2；(3)eq\f(v1,m1)＋eq\f(v2,m2)＝eq\f(v1′,m1)＋eq\f(v2′,m2).分析：①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”．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．2．實(shí)驗(yàn)條件的保證、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量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

用天平測量物體的質(zhì)量；2．3

測量兩個(gè)物體在碰撞前后的速度．師：測量物體的速度可以有哪些方法？學(xué)生課下提前設(shè)計(jì)方案，課上由于時(shí)間關(guān)系老師選取兩種方案，其他方案下一節(jié)課繼續(xù)探討。速度的測量：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―――一光電門測速原理（學(xué)生講解）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．氣墊導(dǎo)軌上黃色框架上安裝有光控開關(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)，將光擋住開始計(jì)時(shí)，穿過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．注意：氣墊導(dǎo)軌水平課件：參考案例二――一平拋測速原理（學(xué)生講解）實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。斜槽末端要水平;每次小球下滑要從同一高度處由靜止下滑;要保證對心碰撞,先調(diào)高低,再調(diào)遠(yuǎn)近,

最后調(diào)左右;小球的諸多落點(diǎn)要用用圓規(guī)畫盡可能小的

圓把所有的小球落點(diǎn)都圈在里面,該小圓的

圓心即為小球的平均落點(diǎn)入射小球的質(zhì)量mA和被碰小球的質(zhì)量mB的

大小關(guān)系是mA>mB。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，得出數(shù)據(jù)，整理數(shù)據(jù)。教師指導(dǎo)得出結(jié)論（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(diǎn)計(jì)時(shí)器等）。

（四）作業(yè)：“問題與練習(xí)”1、2題

★教學(xué)體會(huì)思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成