161实验：探究碰撞中的不变量（一）导学案

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1、16.1实验：探究碰撞中的不变量（一）【学习冃标】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.【学习垂点】掌握科学探究的方法。如何真止实现探究的过程。【学习难点】启发学住利用身边的一切可利用资源，來H行设计可行性较强的实验方案。【方法指导】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。课誼自主学习］自主学习数材迪立思蹇问题1、实验的基本思路研究最简单的情况——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O思考：在一维碰撞的情

2、况下，与物体有关的物理量有、。物体的质最和速度在碰撞前后有什么不变的关系？2、阅读课本参考案例一、二、三，思考并回答以下问题。（1）、耍完成这个实验，首耍必须考虑的问题是什么？案例中如何实现这一条件？（2）、该实验必须测量什么物理量？（3）、如何测量这些物理量？（4）、物体的质量是否一定得测量岀來？（5）、记录数据的表格如何设计？3、再次研究课本介绍的案例，思考归纳课本案例中的优点与缺点？（包括可操作性以及误差来源）外析问Mm攥炼核心V点■••••一、新课引入碰撞是自然界中常见的现象。比如，两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞相连，台球山于两球的碰撞而改变运动状态。两个迎面而來的人相撞后会相仰而倒，

3、或者各占后退。在微观粒子ZI'可，更是由于相互碰撞而改变能最，英至由于撞击而使得一种粒子转化为其他粒子。二、新课教学由很多例子可知，两个物体碰撞前后的速度都会发生变化，物体的质量不同时速度变化也不一样。那么，碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？这节课主要介绍研究这个问题的实验。（一）实验的基本思路研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一肓线运动，碰撞后仍沿同一肓•线运动。这种碰撞叫做一维碰撞。思考一下，在一维碰撞的情况下，与物体有关的物理量有哪些？（学生答：质量01,速度V）为什么与质量m有关？（学生答：相互作用力下，质最越大的物体速度改变越慢）设两物体质量分别为口、m2,碰撞前速度分别为W

4、、V2,碰撞后速度分别为％、v；o速度为矢量，因而需规定正方向。问题：物体的质量和速度在碰撞両后有什么不变的关系？质量必定是不变的，但质量只是惯性的量度，无法描述物体的运动状态。而速度却是在碰撞前后改变的，那么，可否有一个物理最为质量与速度的某种关系，却又恰好能在碰撞前后保持不变呢？叮能关系：这个关系不可能。碰撞前后能量必有损失，只是多少的问题。而我们要寻找的物理量是在任何一种碰撞中都不变的量。②加Vi+m2v2=+加2叭m,m}儿V2m2m、v组成的关系有很多种可能，因而需要通过实验来寻找。（二）学主阅读课本参考案例一、二、三，思考并回答以下问题。1、要完成这个实验，首要必须考虑的问题是什

5、么？案例中如何实现这一条件？（首要必须保证碰撞是一维的，即必须保证两物体在碰撞前后均沿同一•直线运动。可采用气垫导轨、光滑平板等）2、该实验必须测量什么物理量？（物体的质量叭物体碰撞前后的速度v）3、如何测量这些物理量？（质量的测量：天平、弹簧秤等，速度的测量：光电计吋装置、打点计吋器等）4、物体的质量是否一定得测量出來？（不一定。可以使用多个完全一样的物体，组成质最比确定的关系即可）5、除了案例介绍的方法，还冇什么方法可以测量速度？（粗略测轴时，可以采用刻度尺测竝位移、秒表测虽时间来求出速度等）6、记录数据的表格如何设计？（三）要求学牛再次研究课本介绍的案例，思考归纳课本案例屮的优点与缺点

6、？（包括可操作性以及误差来源）（四）要求学生自行设计可行性的实验方案（例如：利用平抛运动原理，利用斜面等）（五）补充说明：实验中还需注意两点：1、碰撞不单指两个物体相碰，原來连在一起的两个物体，由于具有相互排斥的力而分开，也是--种碰撞。例如：用细线将弹簧片拉成弓形，连接两个物体，在某一时刻将细线烧断，两物体运动；炮弹爆炸成速度不同的碎片等。2、碰撞时难免冇能量损失，只冇当某个物理量在能虽损失较大和损失较小的碰撞中都不变，则才是我们寻找的不变量。能量损失较小：即使得碰撞接近弹性碰撞，可在两滑块和碰的端血装上弹性碰撞架能量损失较大：町在滑块的碰撞端面贴胶布，或者在两个滑块端分别装上撞针和橡皮泥

7、等。（六）布置课后口行阅读学生实验手册实验，下节课进行学生实验。师生互动探究总结理律方法例1.某同学川图卬所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞來寻找碰撞中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹,重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A