2019-2020年新課標(biāo)人教版3-5選修三16.1探究碰撞中的不變量WORD教案3設(shè)計(jì)教師：李 紅 班級： 姓名： 評價： 16.1 探究碰撞中的不變量【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、明確探究碰撞中的不變量的基本思路2、探究一維碰撞中的不變量【實(shí)驗(yàn)原理】1、碰撞中的特殊情況一維碰撞。方案一：利用氣墊導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)一維碰撞（1）質(zhì)量的測量：用天平測量。（2）速度的測量：，x式中為滑塊（擋光片）的寬度，t為數(shù)字計(jì)時器顯示的滑塊（擋光片）經(jīng)過光電門的時間。（3）各種碰撞情景的實(shí)現(xiàn)：利用彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥設(shè)計(jì)各種類型的碰撞，利用滑塊上加重物的方法改變碰撞物體的質(zhì)量。方案二：利用等長懸線懸掛等大小球?qū)崿F(xiàn)一維碰撞（1）質(zhì)量的測量：用天平測量。（2）速度的測量：可以測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應(yīng)小球的速度，測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應(yīng)小球的速度。（3）不同碰撞情況的實(shí)現(xiàn)：用貼布的方法增大兩球碰撞時的能量損失。方案三：利用小車在光滑桌面上碰撞另一靜止小車實(shí)現(xiàn)一維碰撞（1）質(zhì)量的測量：用天平測量。（2）速度的測量：，是紙帶上兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，可用刻度尺度測量。為小車經(jīng)過所用的時間，可由打點(diǎn)間隔算出。2、追尋不變量碰撞前后哪個物理量可能是不變的？大致有以下幾種可能供同學(xué)們?nèi)パ芯俊＃?） （2）（3） 也許還有探究以上各關(guān)系是否成立，關(guān)鍵是準(zhǔn)確測量碰撞前后的速度、?！緦?shí)驗(yàn)器材】方案一：氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時器、天平、滑塊（兩個）、彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥。方案二：帶細(xì)線的擺球（兩套）、鐵架臺、天平、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等。方案三：光滑長木板、打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、小車（兩個）、天平、撞針、橡皮泥。襄樊市致遠(yuǎn)中學(xué)教學(xué)學(xué)案物理設(shè)計(jì)教師：李 紅 班級： 姓名： 評價： 16.1 探究碰撞中的不變量【實(shí)驗(yàn)過程】一、實(shí)驗(yàn)步驟不論采用哪種方案，實(shí)驗(yàn)過程均可按實(shí)驗(yàn)方案合理安排，參考步驟如下：1、用天平測相關(guān)質(zhì)量。2、安裝實(shí)驗(yàn)裝置。3、使物體發(fā)生碰撞。4、測量或讀出相關(guān)物理量, 計(jì)算有關(guān)速度。5、改變碰撞條件，重復(fù)步驟3、4。6、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 通過分析比較，找出碰撞中的守恒量。7、整理器材，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。碰撞前碰撞后質(zhì)量速度二、數(shù)據(jù)處理為了探究碰撞中的不變量，將實(shí)驗(yàn)中測得的物理量填入如下表格經(jīng)過驗(yàn)證后可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后不變的量是物體的質(zhì)量與速度的乘積，即 【誤差分析】1、碰撞是否為一維碰撞，是產(chǎn)生誤差的一個原因，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時應(yīng)保證碰撞為一維碰撞。2、碰撞中是否受其他力（例如摩擦力）影響是帶來誤差的又一個原因，實(shí)驗(yàn)中要合理控制實(shí)驗(yàn)條件，避免除碰撞時相互作用力外的其他力影響物體速度?！咀⒁馐马?xiàng)】1、保證兩物體發(fā)生的是一維碰撞， 即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。2、若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平。3、若利用擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩小球靜放時球心應(yīng)在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi)。4、碰撞有很多情形。我們尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變，才符合要求。襄樊市致遠(yuǎn)中學(xué)拓展學(xué)案物理設(shè)計(jì)教師：李 紅 班級： 姓名： 評價： 16.1 探究碰撞中的不變量（ ）1、在利用打點(diǎn)計(jì)時器探究碰撞中的不變時的實(shí)驗(yàn)中，需要的測量工具有A、彈簧測力計(jì) B、毫米刻度尺 C、天平 D、螺旋測微器（ ）2、在利用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)中，哪些因素可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差A(yù)、導(dǎo)軌安放不水平 B、小車上的擋光板傾斜C、兩小車質(zhì)量不相等 D、兩小車碰后連在一起（ ）3、在利用懸線懸掛等大小球探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是A、懸掛兩球的細(xì)繩長度要適當(dāng)，且等長B、由靜止釋放小球以便較準(zhǔn)確地計(jì)算小球碰前的速度C、兩小球必須是剛性的，且質(zhì)量相同 D、兩小球碰后可粘在一起共同運(yùn)動4、如圖（a）所示，在水平光滑軌道上停著甲、乙兩輛實(shí)驗(yàn)小車，甲車系著一條穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶，當(dāng)甲車以某一速度向乙運(yùn)動時，并隨即啟動打點(diǎn)計(jì)時器，甲車運(yùn)動一段距離后，與靜止的乙車發(fā)生正碰并粘在一起運(yùn)動，紙帶上記錄下碰撞前和碰撞后兩車的運(yùn)動情況如圖（b）所示，電源頻率為50Hz，則碰前甲車速度大小 m/s，碰后的共同速度大小 m/s。5、“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中，入射小球m1=15g,原來靜止的被碰小球的質(zhì)量為10g，由實(shí)驗(yàn)測得它們在碰撞前后的x-t圖象如圖所示，可知入射小球碰前m1v1是 ，入射不球碰后 ，由此得出結(jié)論 。6、某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個用打點(diǎn)計(jì)時器探索碰撞中不變量的實(shí)驗(yàn)：在小車A前端裝有橡皮泥，推動小車A使之勻速運(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(jì)的裝置如下圖所示，在小車A的后面連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時器電源頻率為50Hz，長木板的一端下墊著小木片用以平衡摩擦力。（1）若已得到打點(diǎn)紙帶如下圖所示并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距標(biāo)在圖上，A為運(yùn)動起始的第一個點(diǎn)，則應(yīng)選 段來計(jì)算小車A碰前速度，應(yīng)選 段來計(jì)算A和B碰后的共同速度。（2）已測得小車A的質(zhì)量為m1=0.40kg，小車B的質(zhì)量為m2=0.20kg，由以上測量可得：碰前兩車質(zhì)量與速度乘積之和為 kgm/s碰后兩車質(zhì)量與速度乘積之和為 kgm/s(3)結(jié)論 。