探究碰撞中的不变量教学设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上§16.1 实验：探究碰撞中的不变量一、教学目标（1）知识与技能：能够领会“探究碰撞中的不变量”实验的设计思路，并初步知道物体碰撞过程中动量守恒。（2）过程与方法：能独立进行实验操作，会采集实验数据。能够对实验数据进行分析，寻找物体碰撞前后的不变量。（3）情感、态度与价值观：让学生经历自主探究、合作学习的情感体验。二、重点难点本节教学内容的重点是实验方案的设计与筛选，难点是通过对实验数据的分析得出物体碰撞前后的不变量。三、教学过程（一）课题的引入 播放视频：台球的碰撞、两个小球的碰撞师：这是生活中常见的一种运动形式碰撞。发生碰撞的物体的运动状态发生了变化，我

2、们可以通过什么物理量来描述物体的运动状态？生：师：物体碰撞前后速度发生了变化，不同质量的物体碰撞前后速度的变化情况也是不同的。那么，碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？（提出问题，引导学生思考，猜测可能的情况）生：师：以上几种情况，可能存在什么样的数学关系？生：（；）师：事实是怎样的呢？我们可以通过物理实验来证实。（二）实验方案的设计与选择师：我们应该采用什么实验方案进行探究呢？请同学们先设计一个合适的实验方案。说明：（稍顷）让学生交流所设计的实验方案（学生在草稿纸上画，教师选择在巡回指导中注意到若干典型的设计方案在投影仪上打出）。师：同学们提出了许多实验方案，我们应选用什么方案比较好呢？请同

3、学们认真考虑一下，利用实验探究碰撞中的不变量时需要测量哪些物理量？生：测量质量与速度。师：刚才视频播放中，我们看到台球与被碰台球并是在同一直线上运动，考虑到速度是矢量，这为研究碰撞前后不变量的探究增加了难度，我们从最简单的碰撞形式开始研究。一维碰撞：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。这种碰撞叫做一维碰撞。引导学生思考：能否设计一个实验来探究一维碰撞？学生分组讨论，得出书本提出的三个方案：（教师引导学生通过讨论选定采用的方案）采用各种方案时各有什么优缺点？根据现有的实验条件，选择什么方案好呢？师：我们采用方案一。利用气垫导轨进行实验，实验仪器如图。质量可以用天平测量，我们应该

4、怎样测量物体运动的速度呢？分组讨论：回顾实验装置的工作原理和使用方法以及测定速度的方法。说明：教师应引导学生明确：首先要通过各种途径了解实验的原理。让学生认识到，实验的目的不仅仅是为了动手实验，更是为了通过不断地动脑和不断地解决问题的过程中提高分析问题和解决问题的能力。实验的价值也体现在这里。师：在设计实验方案时，要根据实验目的与现有的实验条件进行选择，当利弊共存时，要辩证地选择合适的方案，而不是一味地追求所谓的精确。师生互动：（教师组织学生进行交流）学生通过讨论后认为进行实验前首先要解决的问题有：（1）实验装置应怎么组装？（2）实验的程序？（3）怎样进行实验数据的采集、分析与处理？说明：教师

5、引导学生展开进一步地思考与讨论，并通过班集体的交流中明确对策的同时，教师适时地在黑板上写出点睛式的板书：（1）气垫导轨水平调节，消除重力分力的影响；（2）规定速度矢量的正方向，（3）测定碰撞前后滑块的速度（4）电脑处理实验数据（5）实验器材的选择：气垫导轨；滑块；光电计时器；毫米刻度尺；天平；挡光片；弹性圈；粘扣。（6）实验步骤：安装好实验器材。（课前已准备好）调节气垫导轨，使之水平。依次调节滑块的质量及运动状态，分别实验。（具体情况可以由学生讨论决定）补充说明： 1、碰撞不单止两个物体相碰，原来连在一起的两个物体，由于具有相互排斥的力而分开，也是一种碰撞。例如：用细线将弹簧片拉成弓形，连接两

6、个物体，在某一时刻将细线烧断，两物体运动；炮弹爆炸成速度不同的碎片等。2、碰撞时难免有能量损失，只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变，则才是我们寻找的不变量。能量损失较小：即使得碰撞接近弹性碰撞，可在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架。能量损失较大：可在滑块的碰撞端面贴胶布，可增大。或者在两个滑块端分别装上撞针和橡皮泥等。（三）实验操作与相关数据的采集师：请四组同学，每组三人在老师指导下进行实验。说明：在学生开始进行实验操作前，先将三个学生进行分工，一个负责滑块的释放滑块，一个负责碰撞后滑块的停止，一个负责计数器的读数及计数器的复零。提醒学生不要让滑块掉到地上，也不要用劲往下压滑

7、块以保护导轨。实据数据采集进行大约10分钟，教师一旁指导，特别是对那些动手能力比较弱，实验技能也相对比较差的同学要给予锻炼的机会。（四）实验数据的分析与处理师：（待学生们做好实验后，教师要抓住学生在实验操作、数据处理和得出计算结果的过程中的不足之处甚至错误之处进行分析与点评）我们一起来看看实验情况。将实验数据输入事先准备好的处理文件中，进行数据处理（有条件的话，此表格可以由学生完成）。表一：接触面性质弹性圈碰撞情况对碰次数m 1m 2t 1v 1t 2v 212表二： 碰撞前碰撞后质量速度  说明：1、m1和m2分别是滑块1和滑块2的质量，t1和t2是它们碰撞前通过光电门的时间，v1和v2是它们碰撞前的速度，t1/和t2/是它们碰撞后通过光电门的时间，v1/和v2