課題 16.1實驗：探究碰撞中的不變量
學(xué)習(xí)目標(biāo) 通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握科學(xué)探究的思維方法，從最簡單的關(guān)系開始尋找，利用身邊的資源及已學(xué)過的原理，來完成該實驗的探究過程。
學(xué)習(xí)重難點(diǎn) 重點(diǎn)：本節(jié)課的重點(diǎn)在于如何讓學(xué)生掌握科學(xué)探究的方法。如何真正實現(xiàn)探究的過程。
難點(diǎn)：本節(jié)課的難點(diǎn)在于，如何啟發(fā)學(xué)生利用身邊的一切可利用資源，來自行設(shè)計可行性較強(qiáng)的實驗方案。
學(xué)法指導(dǎo)
預(yù)習(xí)評價
1、實驗的基本思路
研究最簡單的情況——兩個物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動，碰撞后仍沿同一直線運(yùn)動。這種碰撞叫做。
思考：在一維碰撞的情況下，與物體有關(guān)的物理量有、
物體的質(zhì)量和速度在碰撞前后有什么不變的關(guān)系？
2、閱讀課本參考案例一、二、三，思考并回答以下問題。
（1）、要完成這個實驗，首要必須考慮的問題是什么？案例中如何實現(xiàn)這一條件？
（2）、該實驗必須測量什么物理量？
（3）、如何測量這些物理量？
（4）、物體的質(zhì)量是否一定得測量出來？
（5）、記錄數(shù)據(jù)的表格如何設(shè)計？
3、再次研究課本介紹的案例，思考?xì)w納課本案例中的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)？
（包括可操作性以及誤差來源）



課堂學(xué)習(xí)流程設(shè)計
【課程導(dǎo)學(xué)】

【范例精析】
例1．某同學(xué)用圖甲所示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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)，P，為未放 被碰小球B時A球的平均落點(diǎn)，M為與B球碰后A球的平均落點(diǎn)，N為被碰球B的平均落點(diǎn)．若B球落點(diǎn)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(diǎn)與O點(diǎn)對齊．(注意MA>MB)

(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)為cm
(2)在以下選項中，哪些是本次實驗必須進(jìn)行的測量?答：(填選項號)．
A．水平槽上未放B球時，測量A球落點(diǎn)位置到O 點(diǎn)的距離
B．A球與B球碰撞后，測量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)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G點(diǎn)相對于水平槽面的高度
(3)如何求出A球和B球碰撞前后的速度？

例2．水平光滑桌面上有A、B兩個小車，質(zhì)量分別是0．6k g和0．2kg．A車的車尾拉著紙帶，A車以某一速度與靜止的B車發(fā)生一維碰撞，碰后兩車連在一起共同向前運(yùn)動．碰撞前后打點(diǎn)計時器打下的紙帶如圖所示．根據(jù)這些數(shù)據(jù)，請猜想：把兩小車加在一起計算，有一個什么物理量在碰撞前后是相等的?




達(dá)標(biāo)檢測
A類
1 在“探究碰撞中的不變量”的實驗中，為了順利地完成實驗，入射球質(zhì)量為m1，被碰球質(zhì)量為m2，二者關(guān)系應(yīng)是( )
A．m1>m2
B．m1=m2
C． m1 D．以上三個關(guān)系都可以
2 兩球相向運(yùn)動，發(fā)生正碰，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)量與速度的乘積大小相等
D．以上都不能斷定
3 某同學(xué)設(shè)計了一個用打點(diǎn)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，推動小車A使之做勻速運(yùn)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)做勻速運(yùn)動，他設(shè)計的具體裝置如圖所示．在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計時器電源頻率為50Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力．

(1)若已得到打點(diǎn)紙帶如圖所示，并將測得的各計數(shù)點(diǎn)間距離標(biāo)在圖上，A點(diǎn)是運(yùn)動起始的第一點(diǎn)，則應(yīng)選段來計算A的碰前速度，應(yīng)選段來計算A和B碰后的共同速度(以上兩格填“AB’’或“BC"或“CD"或"DE”)．

(2) 已測得小車A 的質(zhì)量m1=0．40kg，小車B的質(zhì)量m2=0．20kg，由以上測量結(jié)果可得：碰前mAv++mBv。=kg•m／s；碰后mAvA，+mBvB，=kg•m／s．并比較碰撞前后兩個小車質(zhì)量與速度的乘積之和是否相等．

B類
4 某同學(xué)利用打點(diǎn)計時器和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的實驗；氣墊導(dǎo)軌裝置如圖(a)所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導(dǎo)軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通人壓縮空氣，壓縮空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，如圖(b)所示，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差。

(1)下面是實驗的主要步驟：
①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo) 軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；
②向氣墊導(dǎo)軌通人壓縮空氣；
③把打點(diǎn)計時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射 架的外側(cè)，將紙帶穿過打點(diǎn)計時器越過彈射架并 固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；
④滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；
⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；
⑥先，然后，讓滑塊帶動紙帶一起運(yùn)動；
⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如下圖所示：
⑧測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g；試完善實驗步驟⑥的內(nèi)容。

(2)已知打點(diǎn)計時器每隔0．02 s打一個點(diǎn)，計算可知，兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為kg•m／s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為kg•m／s(保留三位有效數(shù)字)。
(3)試說明(2)問中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是



學(xué)習(xí)反思


布置作業(yè)