《实验：探究碰撞中的不变量》导学案3

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1、《实验：探究碰撞中的不变量》导学案【学习目标】.了解生产、生活中的碰撞现象。.经历两个物体碰撞前后会不会有什么物理量保持不变的猜想过程。.通过实验探究，经历寻找碰撞中的“不变量”的过程，领会实验的基本思路，感悟自然界的和谐统一。.培养实验技能，特别是数据采集和分析的能力。【学习重点】探究碰撞中的不变量【学习难点】速度的测量方法、实验数据的处理【学习方法】探究实验讨论【课本导学】、实验的基本思路：()、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，都发生变化．两个物体的质量比例不同时，它们的变化也不一样．物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别

2、重要的意义．()、教材“碰撞演示”：如图所示，、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α，放开后球运动到最低点与球发生碰撞，碰后球摆幅为β角．观察如下情形中碰撞前后两球运动的变化情况：①两球的质量，碰后球，球摆角βα，这说明、两球碰后交换了；学科网②如果>，碰后、两球摆动；学科网③如果<，碰后球，球向摆动．结论：以上现象说明、两球碰撞后，发生了变化，当、两球的质量关系发生变化时，变化的情况也不同．由此我们可以大胆猜想：寻找的碰撞中的不变量应该与什么因素有关呢？()、学一维碰撞：这种碰撞叫做一维碰撞．()、追寻不变量：在一维碰撞的情况下与物体运

3、动有关的量只有物体的质量和物体的速度．设两个物体的质量分别为、，碰撞前它们速度分别为、，碰撞后的速度分别为、，规定某一速度方向为正．碰撞前后速度的变化和物体的质量的关系，我们可以做如下猜测：①；②；③。分析：ⅰ：碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的，不是我们追寻的“不变量”．ⅱ：必须在各种碰撞的情况下都的量，才是我们追寻的不变量．、实验条件的保证、实验原理分析学科网()、实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿运动，碰撞之后还沿运动；()、用测量物体的质量；()、测量两个物体在碰撞前后的速度。速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀

4、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，测量物体的速度有哪些方法呢？方案一：光电门测速原理如教材图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为．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，则滑块相当于在的位移上运动了时间，所以滑块匀速运动的速度ν。实验器材：、、天平、滑块(两个)、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。方案二：摆球测速原理参见教材案例二实验器材：带细线的摆球(两套)、

5、铁架台、、、坐标纸、胶布等方案三：打点计时器测速原理参见教材案例三实验器材：光滑长木板、、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。方案四：平抛测速原理实验装置如图所示。让质量较大的小球从斜槽上滚下，与放在斜槽末端的另一质量较小的小球发生碰撞。碰后两个小球都做平抛运动。利用平抛运动的知识可以求出碰撞前后两个小球的速度。设台面高为，落点到点距离为，则，。得。图乙中如何确定小球的落点位置？。、实验数据的测量和分析(填写教材表)()质量相等的两物体相撞碰撞前碰撞后质量速度()重物体撞轻小的物体碰撞前碰撞后质量速度()轻物体撞重物体科网碰撞前碰撞后质量速度()原来静

6、止的物体相互弹开碰撞前碰撞后质量速度()碰后两物体连在一起碰撞前碰撞后质量速度结论：通过以上各种情形的比较分析，可知在碰撞前后系统各部分的的总和是一个定值。这就是我们所要寻求的守恒量。【课堂练习】、在利用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验中，需要的测量工具有()、弹簧测力计、毫米刻度尺、天平、螺旋测微器、在利用气垫导轨探究“碰撞中的不变量”的实验中，哪些因素可导致实验误差()、导轨安放不水平、小车上的挡光板倾斜、两小车质量不相等、两小车碰后连在一起、在利用悬线悬挂等大小球探究“碰撞中的不变量”的实验中，下列说法正确的是()、悬挂两球的细绳长度要适当，且

7、等长、由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度、两小球必须是刚性的，且质量相同、两小球碰后可粘在一起共同运动、 在“探究碰撞中的不变量”的实验中，为了顺利地完成实验，入射球质量为，被碰球质量为，二者关系应是(    )、>、 、<、以上三个关系都可以、两球相向运动，发生正碰，碰撞后两球均静止，于是可以断定，在碰撞以前(    )、两球的质量相等、两球的速度大小相同、两球的质量与速度的乘积的大小相等、以上都不能断定，、如图()所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系着一条穿过打点计时器的纸带，当甲车以某一速度向乙运动时，并随即启动打点计时器，

8、甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带上记录