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1.1动量
【教学目标与核心素养】
【物理观念】理解动量的概念及其矢量性,理解动量的变化,并要求学会动量变化量的求解。
【科学思维】能从引导探索的形式理解动量的概念和意义,培养学生思考分析能力。
【科学探究】通过对寻找碰撞前后守恒量的探究过程,尝试用科学探究的方法研究物理问题,认识
物理模型工具在物理学中的应用。
【科学态度与责任】有将物理知识应用于生活和生产实践的意识,勇于探索日常生活有关的物理问
题。
【重难点】
【教学重点】理解动量的概念,能会求解动量的变化量并解决相关问题。
【教学难点】动量变化量的计算及相关问题的解决。
【教学过程】
【导入新课】
体验活动:让一位同学打一个充气到直径1m左右的大乳胶气球,以某一速度水平投向你,请你接
住。把气放掉后,气球变得很小,再把气球以相同的速度投向你。
思考:两种情况下,你的体验有什么不同?这是为什么呢?
(通过体验,让学生亲身感受到碰撞过程中动量的变化带来的体会,激发学生的学习兴趣,引出本
节的内容)
【新课讲授】
思考:以上实例中,物体都发生了什么相互作用?(引出碰撞的概念)
观察一:如图所示,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A后
与B碰撞,观察碰撞前后两球运动的变化。
思考:碰撞前后两球的速度之和一直都保持不变?
换成质量相差较多的两个小球,重做这个实验。
观察实验,得出结论:A、B两球碰撞后,速度发生了变化。当A、B两球的质量关系发生变化时,
速度变化的情况也不同。
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,速度都发生变化。两个物体
的质量比例不同时,它们的速度变化也不一样。
物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义,碰撞过程中的什么物理量保持不变(守
恒)?(引出实验探究碰撞过程中的守恒量)
一、实验研究背景
一维碰撞:
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。即
共线。这种碰撞叫做一维碰撞。
二、实验猜想
1、将小球拉起的高度越高,碰撞前入射球的速度就越大,碰撞效果越明显。
2、入射球的质量越大,碰撞效果越明显。
(通过这两个实例,引导学生进行猜想)
猜想:碰撞效果与速度和质量有关
问题:碰撞中的规律直接体现在碰撞的效果上。既然质量和速度都能影响碰撞的效果,那么,碰撞
中的不变量,必然既和质量有关,也和速度有关。猜一猜,碰撞前后系统的不变量可能是什么?
回答:其实就是质量和速度怎么组合的问题。
猜想1:mv+mvmv+mv
11221122
2222
猜想2:mv+mvmv+mv
11221122
mmmm
1212
++
猜想3:vvvv
1212
三、实验方案
思考:若想验证我们的猜想哪一个正确,需要测量哪些物理量?
①用天平测量物体的质量
②测量两个物体在碰撞前后的速度
思考:可以用哪些方法测量物体的速度?
速度的测量:可以充分利用所学的运动学知识,如利用光电门、打点计时器和纸带等来达到实验目
的和控制实验条件。
前提:需保证两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿这条直线运动。
方案一:利用光电门测速
速度的测量:=∆,式中Δx为滑块上挡光片的宽度,Δt为数字计时器显示的滑块上挡光片经
∆
过光电门的时间。
实验过程:两辆小车都放到滑轨上,用一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车,碰撞后两辆小车粘在
一起运动。小车的速度永滑轨上的数字计时器测量。
方案二:利用打点计时器测速
速度的测量:=,匀变速运动中,中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度
4
实验过程:将打点计时器固定在光滑桌面的一端,把纸带穿过打点计时器,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
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