优质教案：16.1实验：探究碰撞中的不变量 (1).docxVIP

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第1课实验：探究碰撞中的不变量

备课堂

教学目标：

（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

知道实验探究过程。

（三）情感态度与价值观

渗透物理学方法的教育，体会科学探究的要素。

重点：探究碰撞中的不变量的基本思路

难点：碰撞前后的速度的测量方法

教学方法：

多媒体展示、实验演示、推理计算

教学用具：细线2条、小钢球若干、打点计时器、电源、导线若干、小车2个、橡皮泥、撞针

讲法速递

（一）引入新课：

碰撞是常见的现象，以宏观、微观现象为例，从生产、生活中的现象（包括实验现象）中提出研究的问题碰撞前后是否有什么物理量保持不变？引导学生从现象出发去发现隐藏在现象背后的自然规律。

板书：第1节实验：探究碰撞中的不变量

（二）进行新课：

演示:

A、B是两个悬挂起来的钢球，质量相等。使B球静止，拉起A球，放开后A与B碰撞，观察碰撞前后两球运动的变化。

换为质量相差较多的两个小球，重做以上实验

通过演示实验的结果看出，两物体碰后质量虽然没有改变，但运动状态改变的程度与物体质量的大小有关。让学生通过观察现象猜想碰撞前后可能的“不变量”

描述思路：

两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量？

m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’？

或者，各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不变量？

m1v12+m2v22=m1v1’2+m2v2’2？

也许，两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变？

？

……

指明了探究的方向和实验的目的

制定计划与设计实验：P4～P5参考案例：给学生一定的设计空间

P3需要考虑的问题:讨论操作和数据处理中的技术性问题

（1）获得一维碰撞的方案①利用气垫导轨实现两滑块发生一维碰撞；②利用等长悬线悬挂等大小球实现两球发生一维碰撞；

③利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞。

（2）数据采集方案：①质量的测量：天平②速度的测量

方案一：滑块速度的测量：

方案二：摆球速度的测量：

方案三：小车速度的测量：

（3）数据处理方案：把测量的量m、v，填入表格，并进行计算(参考用的记录表格P3)

设计与进行实验：教学中要针对具体实验参考案例设计实验，要求说明其实验原理、实验条件、主要测量的物理量、重要的实验步骤、数据记录、数据处理。

教学中要针对具体实验参考案例合理安排，参考过程如下：

（1）用天平测相关质量

（2）安装实验装置

（3）使物体发生碰撞

（4）测量和读出相关物理量，按数据采集方案中速度的测量内容，计算有关速度，并填入表格。

（5）进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的不变量

（6）整理实验器材。

实验结论：在实验误差允许的范围内，碰撞系统的mv是不变的。

有限的几次简单的测量是得不出普适性的物理规律的。只有根据实验结果推导出的许许多多新结论都与事实一致时，它才能成为一条定律。尽管如此，本节实验还是很有意义的，它让学生体验了探究自然规律的过程。（在此体现了科学方法的教育。）

（1）本节实验在本章第一节进行，以体现探究式学习的宗旨；

（2）教材P4～P5参考案例：给学生一定的设计空间，教学中可重点介绍一个，条件不具备的学校，可以考虑改用平抛器。

（3）本节教学重视科学探究的过程，体会科学探究的七要素。

下面提供一个参考案例

实验装置如图所示。让一个质量较大的小球m1，从斜槽上滚下来，跟放在斜槽末端的另一质量较小的小球m2(半径相同)发生碰撞(正碰)。

本实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。

[例题分析]A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞(碰撞时间极短)。用闪光照相，闪光4次摄得的闪光照片如下图所示。已知闪光的时间间隔为Δt，而闪光本身持续时间极短，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0-80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过x=55cm处，滑块B恰好通过x=70cm处，问：

(1)碰撞发生在何处?(2)碰撞发生在第一次闪光后多长时间?

(3)设两滑块的质量之比为mA：mB=2：3，试分析碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和是否相等?

.答案：（1）60cm（2）Δt/2（3）碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和相等.

[归纳总结]思路、问题、案例

（三）课堂练习

1、两球相向运动，发生正碰，碰撞后两球均静止，