高二(8)物理研究性学习

高二（8）班物理研究性学习课题开题报告及研究过程活动日期：2011.7-2012.8指导教师：汪忠文课题组成员：钱源康宝天徐娜刘佳星齐航鑫胡开成课题组长：钱源康宝天课题名称：验证碰撞中的动量守恒相关学科：物理数学研究地点：物理实验室研究目的：验证碰撞中的动量守恒研究意义：1.通过介绍了解生活中简单的物理现象，探究这些简单物理现象所涉及的物理知识，从而得出科学的结论，培养学生学习物理学科基本的科学素养，并在探究中体会一些基本的研究物理问题的方法。2、在学生的探究过程中，培养学生的合作意识、搜集和处理信息的能力等及培养学生的学科兴趣。3、通过实验探究、动手制作、网络资料查询、课题实验和汇报，了解、接触、认识物理学这门自然科学，并为下一步的物理教学奠定基础。研究方法：实验法实验一冲击摆实验二斜槽小球撞击（附：冲击摆："冲击摆"是一种测量子弹速度的装置,用四根长度均为L的细线悬挂一个质量为M的木块,将该装置悬挂在板上静止,被测试的子弹质量为m,正对着木块的左侧中心点垂直于左侧面水平射入并留在木块中和木块一起上摆.测得上摆的最大摆角为α,可以求出子弹射入木块前的速度.）活动形式：以小组为单位进行实验研究计划与步骤:利用所学知识及课外知识明确实验原理准备并完善实验器材明确分工，进行实验（附：实验至少进行10次）收集并分析数据得出结论总结研究体会与思考预期成果;在误差允许的范围内碰撞中的动量守恒活动详细过程：一：利用冲击摆实验验证步骤一：明确实验原理（利用所学知识及课外知识）研究人员：钱源康宝天徐娜刘佳星齐航鑫胡开成冲击摆试验原理如下：如果质量为m的弹丸以某一速度v水平射入悬挂着的质量为M的静止摆块中并一起以共同速度v′运动，则在射入过程中，由动量守恒定律：得（1）在弹丸与摆块一起上升过程中机械能守恒：得（2）且（3）由（1）、（2）、（3）可得：（4）只要在实验中测得M、m、L、θ，则由（4）式可求得弹丸的入射速度。如果弹丸的速度和算出的速度一致，那么动量守恒就得到了验证。步骤二：准备并完善实验器材研究人员：钱源康宝天齐航鑫胡开成冲击摆实验所需器材：弹簧枪底板四根悬线摆块弹丸步骤三：明确分工，进行实验分工：实验操作员：钱源康宝天齐航鑫胡开成实验记录员：徐娜刘佳星冲击摆试验过程如下：1．将冲击摆放在桌面上，弹簧枪尾部正对实验者。调节底板上的调节螺钉使底板大致呈水平。调整四根悬线的长度，使摆块上表面呈水平，侧面与刻度板平行，前端面与刻度板的零刻度线对齐，后端面的入射孔与弹簧枪口正对。2．拉动弹簧枪拉手至第一挡，装上弹丸。为减少克服摩擦力而引起的能量损耗，把指针预先拔在适当位置。压下扳机，射出弹丸，弹丸进入摆块后推动摆块一起上升，摆块将指针推动到摆块所能到达的最高位置。在摆块返回时，用手将其止住。记下指针的最大偏角θ。8．把指针拨回1°－2°。取出弹丸，观察摆块的静止位置是否理想，并作适当调整。重新把枪机拉在第一挡上，安上弹丸，重复步骤2。在第一挡上共做3次。4．使枪机处于第二挡及第三挡，重复步骤2、3，每挡做3次。5．用尺量出悬线的长度，用天平测出弹丸和摆块的质量。分别计算各次弹丸的速度，求出每挡速度的平均值。步骤四：收集并分析数据步骤五：得出结论：碰撞中的动量守恒二：利用斜槽小球撞击实验验证步骤一：明确实验原理（利用所学知识及课外知识）研究人员：钱源康宝天徐娜刘佳星齐航鑫胡开成斜槽小球撞击实验原理如下：一个质量较大的小球从斜槽滚下来，跟放在斜槽前边小支柱上另一质量较小的球发生碰撞后两小球都做平抛运动。由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等，这样如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。因此，只要分别测出两小球的质量m1、m2，和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离s1'和s2'，若m1s1在实验误差允许范围内与m1s1'+m2s2'相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。步骤二：准备并完善实验器材研究人员：钱源康宝天齐航鑫胡开成冲击摆实验所需器材：碰撞实验器（斜槽、重锤线），两个半径相等而质量不等的小球；白纸；复写纸；天平和砝码；刻度尺，游标卡尺（选用），圆规等。步骤三：明确分工，进行实验分工：实验操作员：钱源康宝天齐航鑫胡开成实验记录员：徐娜刘佳星斜槽小球撞击实验过程如下：1．用天平测出两个小球的质量m1、m2。2．安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，并使斜槽末端点的切线水平。3．在水平地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。4．在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。5．先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处由静止开始滚下，重复10次，用圆规作尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点的平均位置P。6．把被碰球放在小支柱上，调节装置使两小球相碰时处于同一水平高度，确保入射球运动到轨道出口端时恰好与被碰球接触而发生正碰。7．再让入射小球从同一高度处由静止开始滚下，使两球发生正碰，重复10次，仿步骤（5）求出入射小球的落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N。8．过O、N作一直线，取OO'=2r（可用游标卡尺测出一个小球的直径，也可用刻度尺测出紧靠在一起的两小球球心间的距离），O'就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置。9．用刻度尺量出线段OM、OP、O'N的长度。10．分别算出m1·与m1·+m2·的值，看m1·与m1·+m2·在实验误差允许的范围内是否相等。[斜槽小球撞击实验注意事项]1．应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。2．要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，小支柱与槽口间距离使其等于小球直径，而且两球相碰时处在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直线上。3．每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下，可在斜槽上适当高度处固定一档板，使小球靠着档板，然后释放小球。4．白纸铺好后不能移动。步骤四：收集并分析数据步骤五：得出结论：碰撞中的动量守恒活动结果:综上两实验得:在误差允许的范围内碰撞中的动量守恒活动反思及研究体会：准备充分

目标明确在研究性学习的初期阶段，我们组员都感到有点不耐烦，毕竟要完成一个实验，也不是一件简单的事情，这时老师一直在我们身边鼓励我们，并且耐心地为我们讲解实验，指导实验，让我们明确目标，做好充分的准备再开始实验。这令我们顿时恍然大悟，于是收拾好心情，调整好心态，安下心来做准备。终于，过了一短时间，我们组员都了解了实验过程，期间遇到的困难不少，实验器材不够，误差较大......困难重重，使人望而生畏！

但我们依然挺了过来！团队精神

合作至上

研究性学习是一项庞大的工程，单凭一人之力是无论如何也无法完成的。这时候我们需要的是合作，是整个团队，是大家共同的努力。这让我们深有体会，在这次研究性学习中，我们也看到了合作的巨大力量。一开始大家都忙着各自分头寻找相关资料，没有分配任务，开会讨论，等到组内开会召集时，才发现，不是有的资料没找到，就是同样的资料找了好几份。组员们在这种情况下并没有互相埋怨，而是赶快聚到一起开会商议补救之策。我们将任务分割成几份，派给组员，大家同时工作但侧重点不同。如果有的组员提前完成任务，也会热心主动的帮助别的组员。正是因为大家共同合作，互相帮助，以集体的利益为主。在几个人之间，合作的关系依然紧密，如果查找到与其它组员要找的有关的资料，大家都会拿出来共享，正是由于这样，虽然研究任务很重，我们却也没有耽误很多学习时间。团队的精神在每个人心中，合作为了共同的目标。体会其中的好处

原以为高中生活只是紧张的学习，其实非也。

高中生活原来是如此多彩的。就以“研究性学习”这个课题来说吧，开始还不知道它有何意义，自开学到现在，这个过程带给我们许多学习的情趣和全新的感受。

从一定角度看来，研究性学习就是在教学过程中创设一种类似科学研究的情境或途径，让学生在教师引导下，从学习、及社会生活中去选择和确定研究专题，用类似科学研究的方式，主动地去探索、发现和体验。同时，学会对信息进行收集、分析和判断，去获取知识、应用知识、解决问题，从而增强思考力和创造力，培养创新精神和完美人格。以往的教育主要以应试教育为主，它的表面性，片面性局部性和机械性限制了学生的思维发展，不利于学生健全人格的培养。而研究性学习具有学习内容的综合性与开放性，学习主体的参与性与自主性。学习过程的创造性与多样性

，学习评价的多元性与社会性等特点，而研究性学习的目的和特点恰恰可以为学生营造了一个民主的，自由的，宽松的，向上的学习氛围，这有助于学生创新精神的培养，创新能力的提高和完美人格的塑造。

研究性学习转变了我们的学习观念，和改变我们的学习方式。以我的小组而言吧，说它简单，最终成果只是一个简单的结果。但是，真是搞起来，要多方面考虑，还要收集有关资料，而且要亲身做实验，再加以运用，这自然会遇到许多麻烦，它给我们很大创新空间和实践机会，转变我们对学习和生活缺少独立思考新发现的一些依赖观念，改变我们“死读书”的学习方式，创造另一种学习的风气，营造更优的学习环境。这对学习科学文化的学生来说也是一个运用科学知识解决问题的良好机会。同时，研究性学习也促进同学们学会交流，学会合作。这个我在学习研究中有切身的体会，像哪个同学有何特长、爱好，对事情处理的态度，协作能力如何，这都很容易在研究性学习过程中反映出来。我作为本组的组长，有时在分配工作过于疏忽，执意按自己的意愿去做，结果造成某些缺漏和过失。幸好还不算严重，否则我真无地自容，组员也没有责怪于我，反而给我补遗拾漏。我想，这不仅仅是一种责任，还有我们感情的桥梁在起着作用吧。这段日子，我们一起做实验，一起查阅资料