2019-2020年新課標(biāo)人教版3-5選修三16.1《探究碰撞中的不變量》WORD教案3.doc

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2019-2020年新課標(biāo)人教版3-5選修三16.1《探究碰撞中的不變量》WORD教案3 設(shè)計(jì)教師：李 紅 班級(jí)： 姓名： 評(píng)價(jià)： 16.1 探究碰撞中的不變量 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、明確探究碰撞中的不變量的基本思路2、探究一維碰撞中的不變量 【實(shí)驗(yàn)原理】1、碰撞中的特殊情況——一維碰撞。 方案一：利用氣墊導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)一維碰撞 （1）質(zhì)量的測(cè)量：用天平測(cè)量。 （2）速度的測(cè)量：，△x式中為滑塊（擋光片）的寬度，t為數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的滑塊（擋光片）經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間。 （3）各種碰撞情景的實(shí)現(xiàn)：利用彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥設(shè)計(jì)各種類型的碰撞，利用滑塊上加重物的方法改變碰撞物體的質(zhì)量。 方案二：利用等長(zhǎng)懸線懸掛等大小球?qū)崿F(xiàn)一維碰撞 （1）質(zhì)量的測(cè)量：用天平測(cè)量。 （2）速度的測(cè)量：可以測(cè)量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對(duì)應(yīng)小球的速度，測(cè)量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對(duì)應(yīng)小球的速度。 （3）不同碰撞情況的實(shí)現(xiàn)：用貼布的方法增大兩球碰撞時(shí)的能量損失。 方案三：利用小車在光滑桌面上碰撞另一靜止小車實(shí)現(xiàn)一維碰撞 （1）質(zhì)量的測(cè)量：用天平測(cè)量。 （2）速度的測(cè)量：，是紙帶上兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，可用刻度尺度測(cè)量。為小車經(jīng)過(guò)所用的時(shí)間，可由打點(diǎn)間隔算出。 2、追尋不變量 碰撞前后哪個(gè)物理量可能是不變的？大致有以下幾種可能供同學(xué)們?nèi)パ芯俊? （1） （2） （3） 也許還有…… 探究以上各關(guān)系是否成立，關(guān)鍵是準(zhǔn)確測(cè)量碰撞前后的速度、、、。 【實(shí)驗(yàn)器材】 方案一：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、天平、滑塊（兩個(gè)）、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥。 方案二：帶細(xì)線的擺球（兩套）、鐵架臺(tái)、天平、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等。 方案三：光滑長(zhǎng)木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、小車（兩個(gè)）、天平、撞針、橡皮泥。 襄樊市致遠(yuǎn)中學(xué)教學(xué)學(xué)案——物理 設(shè)計(jì)教師：李 紅 班級(jí)： 姓名： 評(píng)價(jià)： 16.1 探究碰撞中的不變量 【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】 一、實(shí)驗(yàn)步驟 不論采用哪種方案，實(shí)驗(yàn)過(guò)程均可按實(shí)驗(yàn)方案合理安排，參考步驟如下： 1、用天平測(cè)相關(guān)質(zhì)量。 2、安裝實(shí)驗(yàn)裝置。 3、使物體發(fā)生碰撞。 4、測(cè)量或讀出相關(guān)物理量, 計(jì)算有關(guān)速度。 5、改變碰撞條件，重復(fù)步驟3、4。 6、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 通過(guò)分析比較，找出碰撞中的守恒量。 7、整理器材，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。 碰撞前 碰撞后 質(zhì)量 速度 二、數(shù)據(jù)處理 為了探究碰撞中的不變量，將實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的物理量填入如下表格 經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后不變的量是物體的質(zhì)量與速度的乘積，即 【誤差分析】 1、碰撞是否為一維碰撞，是產(chǎn)生誤差的一個(gè)原因，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)應(yīng)保證碰撞為一維碰撞。 2、碰撞中是否受其他力（例如摩擦力）影響是帶來(lái)誤差的又一個(gè)原因，實(shí)驗(yàn)中要合理控制實(shí)驗(yàn)條件，避免除碰撞時(shí)相互作用力外的其他力影響物體速度。 【注意事項(xiàng)】 1、保證兩物體發(fā)生的是一維碰撞， 即兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動(dòng)。碰撞后仍沿同一直線運(yùn)動(dòng)。 2、若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平。 3、若利用擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi)。 4、碰撞有很多情形。我們尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變，才符合要求。 襄樊市致遠(yuǎn)中學(xué)拓展學(xué)案——物理 設(shè)計(jì)教師：李 紅 班級(jí)： 姓名： 評(píng)價(jià)： 16.1 探究碰撞中的不變量 （ ）1、在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究碰撞中的不變時(shí)的實(shí)驗(yàn)中，需要的測(cè)量工具有 A、彈簧測(cè)力計(jì) B、毫米刻度尺 C、天平 D、螺旋測(cè)微器 （ ）2、在利用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)中，哪些因素可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差 A、導(dǎo)軌安放不水平 B、小車上的擋光板傾斜 C、兩小車質(zhì)量不相等 D、兩小車碰后連在一起 （ ）3、在利用懸線懸掛等大小球探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是 A、懸掛兩球的細(xì)繩長(zhǎng)度要適當(dāng)，且等長(zhǎng) B、由靜止釋放小球以便較準(zhǔn)確地計(jì)算小球碰前的速度 C、兩小球必須是剛性的，且質(zhì)量相同 D、兩小球碰后可粘在一起共同運(yùn)動(dòng) 4、如圖（a）所示，在水平光滑軌道上停著甲、乙兩輛實(shí)驗(yàn)小車，甲車系著一條穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，當(dāng)甲車以某一速度向乙運(yùn)動(dòng)時(shí)，并隨即啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，甲車運(yùn)動(dòng)一段距離后，與靜止的乙車發(fā)生正碰并粘在一起運(yùn)動(dòng)，紙帶上記錄下碰撞前和碰撞后兩車的運(yùn)動(dòng)情況如圖（b）所示，電源頻率為50Hz，則碰前甲車速度大小 m/s，碰后的共同速度大小 m/s。 5、“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中，入射小球m1=15g,原來(lái)靜止的被碰小球的質(zhì)量為10g，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得它們?cè)谂鲎睬昂蟮膞-t圖象如圖所示，可知入射小球碰前m1v1是 ，入射不球碰后 ，由此得出結(jié)論 。 6、某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探索碰撞中不變量的實(shí)驗(yàn)：在小車A前端裝有橡皮泥，推動(dòng)小車A使之勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)。他設(shè)計(jì)的裝置如下圖所示，在小車A的后面連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，長(zhǎng)木板的一端下墊著小木片用以平衡摩擦力。 （1）若已得到打點(diǎn)紙帶如下圖所示并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距標(biāo)在圖上，A為運(yùn)動(dòng)起始的第一個(gè)點(diǎn)，則應(yīng)選 段來(lái)計(jì)算小車A碰前速度，應(yīng)選 段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度。 （2）已測(cè)得小車A的質(zhì)量為m1=0.40kg，小車B的質(zhì)量為m2=0.20kg，由以上測(cè)量可得： 碰前兩車質(zhì)量與速度乘積之和為 kgm/s 碰后兩車質(zhì)量與速度乘積之和為 kgm/s (3)結(jié)論 。