物理:新人教版选修3-5 16.1 实验:探究碰撞中的不变量(教案)

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1、16.1实验:探究碰撞中的不变量★新课标要求(一)知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路.2、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.3、掌握实验数据处理的方法.(二)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。(三)情感、态度与价值观1、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。3、在对实验数据的猜测过程中,提

2、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。★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点速度的测量方法、实验数据的处理.★教学方法教师启发、引导,学生自主实验,讨论、交流学习成果。★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、打点计时器等★课时安排1课时★教学过程(一)引入新课课件(投影片)演示:(1)台球由于两球碰撞而改变运动状态(不同号的台球运动状态不同)。(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.师:碰撞是

3、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.例:两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接。师:两个物体的质量比例不同时,它们的速度变化也不一样.师: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)进行新课1.实验探究的基本思路1.1一维碰撞师: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.课件:碰撞演示如图所示,A、B是悬挂起来的钢球,把小球A拉起使其悬线与竖直线夹一角度a,放开后A球运动到最低点与B球发生碰撞,碰后B球摆幅为β角.如两球的质量

4、mA=mB,碰后A球静止,B球摆角β=α,这说明A、B两球碰后交换了速度;如果mA>mB,碰后A、B两球一起向右摆动;如果mA

5、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“不变量”.②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.2.实验条件的保证、实验数据的测量2.1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,碰撞之后还沿同一直线运动;2.2用天平测量物体的质量;2.3测量两个物体在碰撞前后的速度.师:测量物体的速度可以有哪些方法?生:讨论。总结: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.课件:参考案例―――一光电门测速原理如图所示,图中滑块上红色部分为挡光板,挡

6、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=L/t.课件:参考案例二―一―摆球测速原理实验装置如图所示。把两个小球用线悬起来,一个小球静止,拉起另一个小球,放下时它们相碰。可以测量小球被拉起的角度,从而算出落下时的速度;测量被撞小球摆起的角度,从而算出被撞后的速度。也可以用贴胶布等方法增大两球碰撞时的能量损失。课件:参考案例三――一打点计时器测速原理将打点计时器固定在光滑桌面的一端,把纸带

7、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。实验分析:两个物体由静止弹开也是一种碰撞情况课件:参考案例四――一平抛测速原理实验装置如图所示。把两块大小不同的木块用细线连接,中间夹一被压缩了的轻弹簧.将这一系统置于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察物体的运动情况,通过测量桌高和水平位移,可以算出抛出时的初速度。3.实验方案一:3.1用

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