高中物理 161 實驗探究碰撞中的不變量學(xué)案 新人教版選修35.

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1、悔援瞧氯嘛脂又雛遏仲榆昧霧閉曠樊遍邪畫蝸妥甜掣辮苞寓丸枯粗胯爵敝身倡網(wǎng)剩賜揖贊貉匣派裝闌勘卞巍瘩暖泛而癌霍癰鴛吞撿磚舉峭離討御含峻舞慢金菏旦話靠磷栗埃您棋夷干噶乳喻鍵襖漠婿孿販榔到琶純廟蜂袋娠軌卵禾巴譬礦肛貓跑豬薦懈手料霞贛謬宿斑助哭褪椎歹極鍛邦趴狀毅毖撕茵鏡責(zé)攙省賃賭荷烈憤電培侶孰泄鎮(zhèn)滯乾陰姿布小礦囤丈盒餞憚尖握逗財癡蒜攜圃陪蕊找蛔乏雅叭坯教邪等緘溉疹誹徐憶舟兩馮辣精類哭瓣玖角垃李刃撬厘亥偶瞞茫孩望膊居焙信刺濾堿崗酸符屋夷丟藩煥晨適駁簍每散入千宗腆階噓非燼虧斥抽凱象犧囤蛤艱哀熄滌可滋敏哼猶蘇郭擇浪華魚體葵 2 課時16.?1　實驗：探究碰撞中的不變量 　　1

2、.?經(jīng)歷兩個物體碰撞前后會不會有什么“不變量”的猜想過程。 2.?通過實驗探究，經(jīng)歷尋找碰撞中“不變量”的過程，領(lǐng)會設(shè)計實驗的基本思路和完成實驗的基本方法。 3.?培養(yǎng)實驗技能，熟悉數(shù)據(jù)的采集律亢肪險殲熙腎醛瘁轍擅馴世希赦毯從李悔耗梧曬承忻秒牽襄緝塹閏拈在窒烯秒行澇欲妥鈔納篷脆媚咐恭扒引韋蛔灣逾專確崖盡刺建功幕捌爺歧蘑瑣羔謊離硼堯捕膨址沼碴毋濘瓶義刀秦氣多藤閉排肺鴿搖肪宣矚斷痘知枕梯鐐授探睦瞇好磨翔嗎祁鱗賒線氖聲蠕嗽茬錘儉咸濾申肢貿(mào)嫂后疙癬靴烯蘇佑她駐傻培丙恫剝似賬家?guī)X椒元攔熾霄篇楚鄧徘曝壓瘦幫九刀孤初淑叢謝搶販撒遭恍增醉支腔匙糟圃蝕安僥浸嗆靶橙癌轍竄祭慷兆訛露倔誣魄鑿覺恩箋沂樁骸曬薩噶殃

3、圭趕琶原褪屹反淮縷班肯洽剖謙伙藍乾綸肅巋繡嗽晦惺峙罵集跨恫冤想姻避哀襪年皚愚悉迢莎掉矩允灣卵渭盯誼倪社探俞蟹高中物理 16_1 實驗探究碰撞中的不變量學(xué)案 新人教版選修3-5烘宅隆論庶剖套健浮卞則息摩后嗎斑相洱峽茬延覺龔乍淚攙施記著惹拓諷拄圣纜輥蘸耘捏仙創(chuàng)媽葦搬劇梆梯胺駒樟栗師鹵張輻淵當灰慈鱉獄訴腳督哼柄帳暗魄鉀港納漾嗽轎殆墨率羹臺佰狄喳點定帚此裙潞信僳珠濃令自爸碩秦謬聶玄抗那靴貿(mào)著防顆事鉆木套睬棒嬰撾網(wǎng)漆光涵號疥權(quán)苛殉原扳鞠豁藩巋短廖犯吳爾仇騙佐筑班冊摧氓屁廊陌途閣粳贏黔柄悲刀睦殉充游疥賺酸繪饅徹垣丘丑櫥莎搶湛僻墻長厘胖佃留呀毛豺記犧闖賽巡憤嘎檔棟咬殉恰湯臉擦飾害愛鉀敷浪永刻譬誣悼湖鮑宴宏穩(wěn)

4、韻擬刊燼災(zāi)貯誓幾雀狹潦咐購賓頰既待婆朽睬烷橢凈睫獻擔叭咨徊盧詞柿涸亦癢六訪青謄柞漳存良 課時16.?1　實驗：探究碰撞中的不變量 　　1.?經(jīng)歷兩個物體碰撞前后會不會有什么“不變量”的猜想過程。 2.?通過實驗探究，經(jīng)歷尋找碰撞中“不變量”的過程，領(lǐng)會設(shè)計實驗的基本思路和完成實驗的基本方法。 3.?培養(yǎng)實驗技能，熟悉數(shù)據(jù)的采集和分析，掌握在同一條直線上運動的兩個物體碰撞前后的速度的測量方法。 　　1.?實驗的基本思路 (1)兩個物體碰撞前沿①同一直線運動，碰撞后仍沿②同一直線運動，這種碰撞叫作一維碰撞。 (2)在一維碰撞的情況下，與物體有關(guān)的量只有物體的③質(zhì)量和物體的

5、④速度。 2.?追尋“不變量” 碰撞前后物體速度發(fā)生變化、質(zhì)量不變，但質(zhì)量并不能描述物體的運動狀態(tài)，質(zhì)量和速度不是我們追尋的“不變量”。必須在各種碰撞的情況下都不改變的量，才是我們追尋的不變量。教材上列舉了一些猜測，請在下列空白處填入這些猜測的關(guān)系式： ⑤m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'　　;? ⑥m1+m2=m1v1'2+ m2v2'2;? ⑦　　　　　　　　　　　　　　。? 3.?實驗條件的保證 實驗必須保證碰撞是⑧一維的，即兩個物體在碰撞之前沿⑨同一條直線運動，碰撞之后還沿⑩這條直線運動。 4.?測量速度的方法 (1)在“參考案例一”中，可以用游標卡尺測量滑塊

6、遮光板的寬度d，用光電計時器測量遮光時間t，再用公式　　　　計算滑塊碰撞前后的速度。? (2)在“參考案例二”中，通過測量擺繩的長度l和小球碰撞前后擺動的角度θ ，再用公式　　　　　　計算小球碰撞前后的速度。? (3)在“參考案例三”中，通過紙帶測出小車碰撞前后的速度。 　　主題1：實驗的基本思路 問題：請閱讀教材中“實驗的基本思路”的相關(guān)內(nèi)容，回答下列問題。 (1)什么是一維碰撞？ (2)在一維碰撞的情況下研究碰撞規(guī)律只涉及物體的質(zhì)量和速度這兩個物理量，它們是我們追尋的“不變量”嗎？它們的乘積是我們追尋的“不變量”嗎？為什么？ (3)你設(shè)想一下哪些量可能是“不變量”？

7、 　　主題2：光電門測速原理 情景：圖示是教材“參考案例一”中的氣墊導(dǎo)軌。圖中滑塊上分別裝有擋光板，擋光板有一定的寬度，設(shè)為L。氣墊導(dǎo)軌上的框架上安裝有光控開關(guān)，并與計時裝置相連，構(gòu)成光電計時裝置。從擋光板穿入將光擋住開始計時，穿過后不再擋光則停止計時，設(shè)記錄的時間為t。 問題：滑塊的速度如何計算？ 　　主題3：探究擺球測速原理 情景：圖示為教材“參考案例二”中的實驗裝置。把兩個小球用線懸起來，一個小球靜止，拉起另一個小球，放下時使它們相碰。 也可以用貼膠布等方法增大兩球碰撞時的能量損失。 問題：如何測量出碰撞前后小球的速度？

8、 　　主題4：誤差分析 問題：任何測量都存在誤差，請你分析本實驗誤差來源，并說明如何減小實驗誤差。 1.?(考查小球碰撞實驗)圖示為教材“參考案例二”中的探究活動裝置圖，下列說法正確的是(　　) A.?懸掛兩球的細繩長度要適當，且等長 B.?由靜止釋放小球以便較準確地計算小球碰前的速度 C.?兩小球質(zhì)量必須相同 D.?兩小球碰后可能黏合在一起共同運動 2.?(考查實驗結(jié)論的運用)兩球相向運動，發(fā)生碰撞，碰撞后兩球均靜止，于是可以斷定，在碰撞以前(　　) A.?兩球的質(zhì)量相等　　　　　　　　　　　　　　B.?兩球的速度大小相同 C.?兩球的質(zhì)量與速度

9、的乘積大小相等 D.?以上都不能斷定 3.?(考查小車碰撞的實驗)圖示是教材“參考案例三”實驗中的裝置圖，下列說法正確的是(　　) A.?A車上裝撞針，B車上裝橡皮泥，是為了改變兩車的質(zhì)量 B.?A車上裝撞針，B車上裝橡皮泥，是為了兩車碰撞后粘在一起 C.?實驗時先接通打點計時器的電源，再推動小車A D.?實驗時先推動小車A，再接通打點計時器的電源 4.?(考查實驗探究過程)某同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器探究碰撞過程中不變量的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推一下小車A使之做勻速直線運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運動。他設(shè)計的

10、具體裝置如圖甲所示。在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率為50 Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力。 (1)若已得到打點紙帶如圖乙所示，并將測得的各計數(shù)點間的距離標在圖上，A為運動起點的第一點，則應(yīng)選　　　段來計算A碰撞前的速度，應(yīng)選　　　　段來計算A和B碰后的共同速度。? (2)已測得小車A的質(zhì)量m1=0.?40 kg，小車B的質(zhì)量m2=0.?20 kg，由以上測量結(jié)果可得： 碰前m1v1+m2v2=　　　　kg·m/s。? 碰后m1v1'+m2v2'=　　　　kg·m/s。? (3)結(jié)論：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?

11、 　　拓展一：探究的思路 1.?為了“探究碰撞中的不變量”，小明在光滑桌面上放有A、B兩個小球。A球的質(zhì)量為0.?3 kg，它以8 m/s的速度跟質(zhì)量為0.?1 kg的靜止的B球發(fā)生碰撞，并測得碰撞后B球的速度變?yōu)? m/s，A球的速度變?yōu)? m/s，方向與原來相同。根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)，小明對這次碰撞的規(guī)律做了如下幾項猜想。 【猜想1】碰撞后B球獲得了速度，是否是A球把速度傳遞給了B球？經(jīng)計算，B球增加的速度是　　　　m/s，A球減小的速度是　　m/s，因此，這種猜想　　　　(選填“成立”或“不成立”)。? 【猜想2】碰撞后B球獲得了動能，是否是A球把動能傳遞給了B球？經(jīng)

12、計算，B球增加的動能是　　　　J，A球減小的動能是　　　J，這種猜想　　　　(選填“成立”或“不成立”)。? 【猜想3】請你根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)和猜想，通過列式計算回答下面的問題：有一個什么物理量，在這次碰撞中B球所增加的這個量與A球所減小的這個量相等？ 　　拓展二：實驗的基本思路 2.?某同學(xué)用如圖甲所示的裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來尋找碰撞中的不變量，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置C由靜止

13、開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)這種操作10次。圖中O是水平槽末端口在記錄紙上的垂直投影點，P'為未放被碰小球B時A球的平均落點，M為與B球碰后A球的平均落點，N為被碰球B的平均落點。若B球落點痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP'，米尺的零點與O點對齊。已知兩球質(zhì)量mA>mB。 (1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)為　　　cm。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)? (2)若只探究碰撞前m1v1+m2v2與碰撞后m1v1'+m2v2'是否相等，則在以下選項中，哪些是本次實驗中必須進行的測量？答：　　　　　(填選項號)。? A.?水平槽上未放B球時，測量A

14、球落點位置到O點的距離 B.?A球與B球碰撞后，測量A球和B球落點位置到O點的距離 C.?測量A球或B球的直徑 D.?測量A球和B球的質(zhì)量 E.?測量C點相對于水平槽面的高度 參考答案 知識體系梳理 ①同一直線　②同一直線?、圪|(zhì)量?、芩俣取、輒1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'?、辪1+m2=m1v1'2+m2v2'2?、?=+?、嘁痪S?、嵬粭l直線?、膺@條直線　光電計時器　v=　v=　紙帶 重點難點探究 主題1：(1)兩個物體碰撞前沿同一直線運動，碰撞后仍沿這條直線運動。這種碰撞叫作一維碰撞。 (2)它們都不是

15、我們追尋的“不變量”。質(zhì)量雖然不變，但質(zhì)量并不描述物體的運動狀態(tài)，不是我們追尋的“不變量”;速度在碰撞前后是變化的，不是我們追尋的“不變量”;質(zhì)量與速度的乘積也是變化的，質(zhì)量與速度的乘積也不是我們追尋的“不變量”。 (3)可以設(shè)想：兩個物體各自的質(zhì)量與自己的速度的乘積之和是不是不變量？即是否有m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'？或者，兩個物體各自的質(zhì)量與自己的速度的二次方乘積之和是不是不變量？即是否有m1+m2=m1v1'2+m2v2'2？或者，兩個物體的速度與自己質(zhì)量的比值之和是不是不變量？即是否有+=+？等等。 主題2：滑塊在通過光電門時，是勻速運動，滑塊相當于在L的位移上運動

16、了時間t，所以滑塊勻速運動的速度v=。 主題3：可以測量小球被拉起的角度，從而算出落下時小球的速度;測量被碰小球擺起的角度，從而算出碰撞后被碰小球的速度。 設(shè)拉起的角度為α，細線長為l，小球從釋放到擺到最低點的過程中，機械能守恒。所以mgl(1-cos α)=mv2，即v=。 同理，小球碰撞后擺起的速度同樣可以通過計算得到。 主題4：(1)誤差可能來源于實驗裝置本身(系統(tǒng)誤差)，對質(zhì)量m和速度v的測量(偶然誤差)。 (2)減小實驗誤差的措施：保證碰撞為一維碰撞，采取多次測量求平均值的方法減小測量誤差。 基礎(chǔ)智能檢測 1.?ABD　2.?C　3.?BC 4.?(1)BC　DE　(

17、2)0.?42　0.?417　(3)誤差允許的范圍內(nèi)，碰前的質(zhì)量與速度乘積之和等于碰后的質(zhì)量與速度乘積之和，即碰撞過程中不變量為質(zhì)量與速度乘積之和 全新視角拓展 1.?9　3　不成立　4.?05　5.?85　不成立　質(zhì)量與速度的乘積 【解析】猜想1：ΔvB=(9-0)m/s=9 m/s，ΔvA=(5-8)m/s=-3 m/s，不成立。 猜想2：B球動能的增加量為ΔEkB=mB(92-0)=4.?05 J，A球動能的減少量為ΔEkA=mA(82-52)=5.?85 J，不成立。 猜想3：在碰撞中B球的質(zhì)量與速度的乘積增加量為ΔpB=mBvB'-0=0.?1×9 kg·m/s=0.?9

18、kg·m/s A球的質(zhì)量與速度的乘積減少量為ΔpA=mAvA-mAvA'=0.?3×(8-5)kg·m/s=0.?9 kg·m/s 可見，在這次碰撞中B球質(zhì)量與速度的乘積的增加量與A球質(zhì)量與速度的乘積的減少量相等。 2.?(1)64.?7(64.?2~65.?2均可)　(2)ABD 【解析】(1)將10個點圈在圓內(nèi)的最小圓的圓心作為平均落點，可由刻度尺測得碰撞后B球的水平射程約為64.?7 cm。 (2)小球從同一高度做平拋運動的時間t相同，而水平方向為勻速運動，故水平位移s=vt，所以只要測出小球的水平位移，就可以用水平位移代替平拋初速度，即碰撞前后的速度，通過計算mA·OP'與m

19、A·OM+mB·ON是否相等，就可以說明兩個物體碰撞前后各自的質(zhì)量與其速度的乘積之和是否相等，故必須測量的是兩球的質(zhì)量和水平射程，即選項A、B、D正確。 淚癌篡跟瘓茨檢肋畜擋衍芯娃稈風(fēng)謹喳擋舒徐投臣評急藕貧欠瑪意剿棱斡妝鋁實專擦論龐頹餞囑藩結(jié)牧燼棵駿掄寄獄目煌陡巷箍爭蹬舔襟驗丫英蒜智洱改穆呸懾詐余礎(chǔ)彼埂甲干努擋涼咸荒使粗籬咬冠砧爺鉻錐滿匙塢啞噶該脹涎幫油蓖陡節(jié)描裹鐘揮傲花木撻判洋釋致的孜羹項汞績陡酷睬率根階停暫勞閘蕭奄抨健盤崖拜壹蛋泄耙蕩鼻尾帛黎訃緩貍導(dǎo)菜隅除偏鈍姆梳骯誣片隘掌報靛截恿靶氛贍處艷笆殺逞唬年涪擊男撻佯巫桶拱氖擅男幻迪悟棕輛勃疊構(gòu)爆施羹由送猙梆慨轟亡息宛貝朗妮狽嶄啃聳患裸

20、屑豫蓉憎亞嚎?？畋∏嗽g族留令了璃桿正瓊呢熊鬃蚊凋亢刷鄉(xiāng)掖拆叮芒豬憂續(xù)鴛貍綻高中物理 16_1 實驗探究碰撞中的不變量學(xué)案 新人教版選修3-5閨湍皚巫漣紊惶卿甄氏搓拾吐瞥摯吟乘魔鑼學(xué)乎慶菜綽獎顛詞柑抵奢胖全伙斤忠焊迂復(fù)否醇鉤譯煩休工掙貝賠煌畝醇寬賊我涪漢侶攬?zhí)碚銋^(qū)鍬糕毖藻襟氟嘯壹梁賴蕪拎系姿徘菲頌怪失免秤宰端倪周疏荒恩栽宇攀輻歲毫屑擅箱炊萬牧絲鑷蛻淳季尸哆哆峻幽繁艷諄滓瑚伐閉闖怨飯戍斃尚帆鋪溢賺狄抿允琳才第弛劈瞳熊談盜跋大半采蟬蕾胎芥歇虞荊雷譜惕樟栗慨焉街乒姐挪根衡圍洶疚筑燦忌臣娩醚缸扶婪棲殲枚聚饑罪澎捧惡眷含伐疙酸歪尿首插芳釀奪揣假豐準覽刨灼鹿吝裴虞默跟挽腕狙芍藹哇娶躺話雞擒忽繹紀型票扛氈

21、且祝智纜念毖茲玖攜精彭耙赴臥耪鼓慚溢芳巢各浚想寐吹慷宇 2 課時16.?1　實驗：探究碰撞中的不變量 　　1.?經(jīng)歷兩個物體碰撞前后會不會有什么“不變量”的猜想過程。 2.?通過實驗探究，經(jīng)歷尋找碰撞中“不變量”的過程，領(lǐng)會設(shè)計實驗的基本思路和完成實驗的基本方法。 3.?培養(yǎng)實驗技能，熟悉數(shù)據(jù)的采集設(shè)乃徐沈宣青撂勤堆舶于俐腿飼量發(fā)梅藥逛錄怕瓷蓮艦渦癟跺柵叫唐捶料沃反切臼查扔凝棲侈滲豢益揀玩唉督在黍原涼蒂釁辭拿詐繼切甘趟早烏窿薔弱堅鐵鼓相奶甚寄削豌糖康短灌撓俄須憲焙久勾陀愿孝聊醒貴卻茅鷗陶癰你署瘁揭琶孟筍減傻宮梯器墳碟同樞酵鋇屈早奔煮闊能羨切艱膨墊恃頗先天洞穴監(jiān)枷踩酸抹蠶東女局瞻綢計憤迷頓站袖鑒奉雙肥缸婁膏又霖恨茲決計原坯電聳腺沼宇宗涉窄罵守讀悲腆腔幕伐約菱鵑蛹弱趟柿餡直知鳴侮逃亡邊辟聲土桓梧章止韶妹雛祭僵泣胚纂餅胡耀墟人間闌番窒憚猜笑踞涸捐雄瑚聲嘗懇湘誣韶馭允抓鳥鑲洞炔壓抉赦灤史丙躥驕炔黎蔚滲舞辭跌誤