实验复习：验证碰撞中的动量守恒

实验复习：验证碰撞中的动量守恒永和中学陈朝阳教材分析本节是司南版物理3-5第一章第2、3节教学的主要内容。《课程标准》将动量的内容后置于选修系列3-5模块，而不同于以往将动量的内容置于力学部分。这样调整的目的不仅要求学生会用动量守恒定律来解决宏观物体的相互作用问题，更重要的是要求以新的观点来认识动量守恒定律，为进一步认识微观粒子的相互作用问题做好铺垫。教材从实验入手，引导学生追寻碰撞中的“不变量”。教材设计的实验探究性很强，实验的结论没有给出，这样就增加了实验的难度。但新实验的设计，对“不变量”的推测、实验的操作、数据的处理等都做了明确说明。由于《课程标准》没有对实验的具体做法、使用的器材等做出硬性的规定，为便于提出不同的实验方法，引导学生注重试验中的科学思想，教科书从不同角度呈现三中实验案例供选择，这样就可以因地制宜地进行实验教学。学情分析本班学生总体基础很差，对“动量”、“冲量”、“动量守恒定律”等基础内容基本还不了解。学生分析问题的能力很薄弱，好的学生对于不同变式中的数据处理容易定势思维，变通能力不足，如对实验方案的改进措施会感到无从下手。，很多少部分同学的计算能力不足，不注重计算。教学目标1.掌握实验的原理、器材选择及实验步骤。2.学会处理实验数据以及能解决实验中出现的问题。3.验证一维碰撞中的动量守恒。核心素养①物理观念：掌握用数学表达式体现动量守恒定律内容的物理观念。②科学思维：培养学生处理数据误差的逻辑思维，学会分析处理数据。③科学探究：通过对动量守恒定律实验的基本原理、基本设计与操作的学习，进一步归纳得到动量守恒的成立条件，进而能充分发挥自己的主观能动性，培养大胆创新，能不断地解决新问题的做法与勇气。④科学态度与责任：通过实验总结出出规律；在讨论中认识自然规律；在解决实际问题过程中应用规律；在认识、应用规律的过程中感受利用物理规律解决实际问题带来的成就感与快乐感。教学重点：1．掌握验证动量守恒定律的实验原理。2．验证动量守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。教学难点：验证动量守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法、创新实验设计。教学过程：一．实验目的验证碰撞中的动量守恒。二．实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′，算出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否相等。三．实验器材方案一利用气垫导轨完成一维碰撞实验气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。方案二利用“等大”小球做平抛运动完成一维碰撞实验斜槽、大小相等质量不同的小球两个、重垂线、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板。方案三在光滑长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。四．实验步骤方案一利用气垫导轨完成一维碰撞实验1.测质量：用天平测出滑块质量。2.安装：正确安装好气垫导轨，如图所示。3.测速度：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量；②改变滑块的初速度大小和方向)。4.验证：一维碰撞中的动量守恒。方案二利用“等大”小球做平抛运动完成一维碰撞实验1.测质量：先用天平测出入射小球、被碰小球质量m1、m2(m1>m2)。2.安装：按如图所示安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端点切线水平，调节实验装置使两小球碰撞时处于同一水平高度，且碰撞瞬间入射小球与被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行，以确保两小球正碰后的速度方向水平。3.铺白纸：在地上铺一张白纸，在白纸上铺放复写纸。4.定O点：在白纸上记下重垂线所指的位置O，它表示入射小球碰前的位置。5.定P点：先不放被碰小球，让入射小球从斜槽上同一高度处滚下，重复10次，用圆规画尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，圆心就是入射小球发生碰撞前的落地点P。6.定M、N点：把被碰小球放在斜槽的末端，让入射小球从同一高度滚下，使它们发生正碰，重复10次，从上一步骤求出入射小球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N。7.连直线：过O和N在纸上作一直线。8.测长度：用刻度尺量出线段OM、OP、ON的长度。方案三在光滑长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验1.测质量：用天平测出两小车的质量。2.安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，如图所示。3.通电碰撞：接通电源，让小车A运动，小车B静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动。4.测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由v＝eq\f(Δx,Δt)算出速度。5.改变条件：改变碰撞条件，重复实验。6.验证：一维碰撞中的动量守恒。五．实验结果分析六．作业：完成《考案》98-99页的练教学设计一．实验目的验证碰撞中的动量守恒。二．实验原理三．实验器材方案一利用气垫导轨完成一维碰撞实验方案二利用“等大”小球做平抛运动完成一维碰撞实验方案三在光滑长木板上两车碰撞完成一维碰撞实验四．实验步骤方案一利用气垫导轨完成一维碰撞实验1.测质量：2.安装：正确安装好气垫导轨，如图所示。3.测速度：4.验证：一维碰撞中的动量守恒。方案二利用“等大”小球做平抛运动完成一维碰撞实验1.测质量：2.安装：3.铺白纸：4.定O点：5.定P点：6.定M、N点：7.连直线：8.