2019-2020年新课标人教版3-5选修三16.1《探究碰撞中的不变量》WORD教案3.doc

2019-2020年新课标人教版3-5选修三16.1探究碰撞中的不变量WORD教案3设计教师：李 红 班级： 姓名： 评价： 16.1 探究碰撞中的不变量【实验目的】1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路2、探究一维碰撞中的不变量【实验原理】1、碰撞中的特殊情况一维碰撞。方案一：利用气垫导轨实现一维碰撞（1）质量的测量：用天平测量。（2）速度的测量：，x式中为滑块（挡光片）的宽度，t为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过光电门的时间。（3）各种碰撞情景的实现：利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量。方案二：利用等长悬线悬挂等大小球实现一维碰撞（1）质量的测量：用天平测量。（2）速度的测量：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度。（3）不同碰撞情况的实现：用贴布的方法增大两球碰撞时的能量损失。方案三：利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞（1）质量的测量：用天平测量。（2）速度的测量：，是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺度测量。为小车经过所用的时间，可由打点间隔算出。2、追寻不变量碰撞前后哪个物理量可能是不变的？大致有以下几种可能供同学们去研究。（1） （2）（3） 也许还有探究以上各关系是否成立，关键是准确测量碰撞前后的速度、。【实验器材】方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块（两个）、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。方案二：带细线的摆球（两套）、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车（两个）、天平、撞针、橡皮泥。襄樊市致远中学教学学案物理设计教师：李 红 班级： 姓名： 评价： 16.1 探究碰撞中的不变量【实验过程】一、实验步骤不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：1、用天平测相关质量。2、安装实验装置。3、使物体发生碰撞。4、测量或读出相关物理量, 计算有关速度。5、改变碰撞条件，重复步骤3、4。6、进行数据处理, 通过分析比较，找出碰撞中的守恒量。7、整理器材，结束实验。碰撞前碰撞后质量速度二、数据处理为了探究碰撞中的不变量，将实验中测得的物理量填入如下表格经过验证后可知，在误差允许的范围内，碰撞前后不变的量是物体的质量与速度的乘积，即 【误差分析】1、碰撞是否为一维碰撞，是产生误差的一个原因，设计实验方案时应保证碰撞为一维碰撞。2、碰撞中是否受其他力（例如摩擦力）影响是带来误差的又一个原因，实验中要合理控制实验条件，避免除碰撞时相互作用力外的其他力影响物体速度。【注意事项】1、保证两物体发生的是一维碰撞， 即两个物体碰撞前沿同一直线运动。碰撞后仍沿同一直线运动。2、若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时注意利用水平仪确保导轨水平。3、若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直面内。4、碰撞有很多情形。我们寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变，才符合要求。襄樊市致远中学拓展学案物理设计教师：李 红 班级： 姓名： 评价： 16.1 探究碰撞中的不变量（ ）1、在利用打点计时器探究碰撞中的不变时的实验中，需要的测量工具有A、弹簧测力计 B、毫米刻度尺 C、天平 D、螺旋测微器（ ）2、在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中，哪些因素可导致实验误差A、导轨安放不水平 B、小车上的挡光板倾斜C、两小车质量不相等 D、两小车碰后连在一起（ ）3、在利用悬线悬挂等大小球探究碰撞中的不变量的实验中，下列说法正确的是A、悬挂两球的细绳长度要适当，且等长B、由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度C、两小球必须是刚性的，且质量相同 D、两小球碰后可粘在一起共同运动4、如图（a）所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系着一条穿过打点计时器的纸带，当甲车以某一速度向乙运动时，并随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带上记录下碰撞前和碰撞后两车的运动情况如图（b）所示，电源频率为50Hz，则碰前甲车速度大小 m/s，碰后的共同速度大小 m/s。5、“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球m1=15g,原来静止的被碰小球的质量为10g，由实验测得它们在碰撞前后的x-t图象如图所示，可知入射小球碰前m1v1是 ，入射不球碰后 ，由此得出结论 。6、某同学设计了一个用打点计时器探索碰撞中不变量的实验：在小车A前端装有橡皮泥，推动小车A使之匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动。他设计的装置如下图所示，在小车A的后面连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板的一端下垫着小木片用以平衡摩擦力。（1）若已得到打点纸带如下图所示并测得各计数点间距标在图上，A为运动起始的第一个点，则应选 段来计算小车A碰前速度，应选 段来计算A和B碰后的共同速度。（2）已测得小车A的质量为m1=0.40kg，小车B的质量为m2=0.20kg，由以上测量可得：碰前两车质量与速度乘积之和为 kgm/s碰后两车质量与速度乘积之和为 kgm/s(3)结论 。