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16．1 实验：探究碰撞中的不变量一、三维目标知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法3、掌握实验数据处理的方法过程与方法1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会二、教学重点碰撞中的不变量的探究三、教学难点实验数据的处理四、教学过程（一）引入新课课件演示：（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态（2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子师：碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化 师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒） （二）进行新课 1、实验探究的基本思路1．1 一维碰撞师：我们只研究最简单的情况——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，这种碰撞叫做一维碰撞．课件：碰撞演示如图所示，A 、B 是悬挂起来的钢球，把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ，放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞，碰后B 球摆幅为β角．如两球的质量m A =m B ，碰后A 球静止，B 球摆角β=α，这说明A 、B 两球碰后交换了速度如果m A >m B ，碰后A 、B 两球一起向右摆动 如果m A <m B ，碰后A 球反弹、B 球向右摆动 师：以上现象可以说明什么问题？结论：以上现象说明A 、B 两球碰撞后，速度发生了变化，当A 、B 两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同．1．2 追寻不变量师：在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度设两个物体的质量分别为m 1、m 2，碰撞前它们速度分别为v 1、v 2，碰撞后的速度分别为1v '、2v ' 规定某一速度方向为正，碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系，我们可以做如下猜测：（1）22112211v m v m v m v m '+'=+ （2）222211222211v m v m v m v m '+'=+（3）22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析：①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量” ②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量 2、实验条件的保证、实验数据的测量2．1 实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动2．2 用天平测量物体的质量 2．3 测量两个物体在碰撞前后的速度 师：测量物体的速度可以有哪些方法？ 生：讨论 总结：速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件．课件：参考案例――一种测速原理如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L ．气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t ，则滑块相当于在L 的位移上运动了时间t ，所以滑块匀速运动的速度v=L/t3、实验方案3．1 用气垫导轨作碰撞实验（如图所示） 实验记录及分析（a-1）碰撞前碰撞后质量 m 1=4 m 2=4 m 1=4m 2=4速度 v 1=9v 2=01v '=3 2v '=6 mv =+2211v m v m='+'2211v m v m mv 2=+222211v m v m='+'222211v m v m v/m=+2211m v m v ='+'2211m v m v 实验记录及分析（a-2）碰撞前 碰撞后质量 m 1=4 m 2=2 m 1=4m 2=2速度 v 1=9v 2=01v '=4.5 2v '=9 mv =+2211v m v m='+'2211v m v m mv 2=+222211v m v m='+'222211v m v m v/m=+2211m v m v ='+'2211m v m v实验记录及分析（a-3）实验记录及分析（b）实验记录及分析—（c）v/m=+2211m v m v ='+'2211m v m v 3．2 用小车研究碰撞将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。
第一章动量守恒研究新课标要求（1）探究物体弹性碰撞的一些特点，知道弹性碰撞和非弹性碰撞；（2）通过实验，理解动量和动量守恒定律，能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题，知道动量守恒定律的普遍意义；例1：火箭的发射利用了反冲现象。
例2：收集资料，了解中子是怎样发现的。
讨论动量守恒定律在其中的作用。
（3）通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。
第二节动量和动量定理三维教学目标1、知识与技能：知道动量定理的适用条件和适用范围；2、过程与方法：在理解动量定理的确切含义的基础上正确区分动量改变量与冲量；3、情感、态度与价值观：培养逻辑思维能力，会应用动量定理分析计算有关问题。
教学重点：动量、冲量的概念和动量定理。
教学难点：动量的变化。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备。
1、动量及其变化（1）动量的定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。
记为p=mv 单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。
理解要点：①状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。
大家知道，速度也是个状态量，但它是个运动学概念，只反映运动的快慢和方向，而运动，归根结底是物质的运动，没有了物质便没有运动.显然地，动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息，更能从本质上揭示物体的运动状态，是一个动力学概念。
②矢量性：动量的方向与速度方向一致。
综上所述：我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向，动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致。
（2）动量的变化量：1、定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称：△p= p′－p为物体在该过程中的动量变化。
2、指出：动量变化△p是矢量。
方向与速度变化量△v相同。
一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ 1 矢量差例1：一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？2、动量定理（1）内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化（2）公式：Ft ＝m'v－mv ＝'p－p让学生来分析此公式中各量的意义：其中F是物体所受合外力，mv是初动量，m'v是末动量，t是物体从初动量变化到末动量所需时间，也是合外力F作用的时间。
16．1 实验：探究碰撞中的不变量★新课标要求(一)知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路．2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法．3、掌握实验数据处理的方法．(二)过程与方法1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法.2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
(三）情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性.2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识.3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。
4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会.★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点实验数据的处理．★教学方法教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块等★课时安排1 课时★教学过程(一）引入新课课件演示:（1)台球由于两球碰撞而改变运动状态。
（2)微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子．师：碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后,速度都发生变化．师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样．师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义,本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）．（二）进行新课 1．实验探究的基本思路 1．1 一维碰撞师：我们只研究最简单的情况-—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．这种碰撞叫做一维碰撞． 课件：碰撞演示如图所示，A 、B 是悬挂起来的钢球,把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ，放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞，碰后B 球摆幅为β角．如两球的质量m A =m B ，碰后A 球静止，B 球摆角β=α，这说明A 、B 两球碰后交换了速度;如果m A >m B ，碰后A 、B 两球一起向右摆动； 如果m A 〈m B ，碰后A 球反弹、B 球向右摆动． 师：以上现象可以说明什么问题?结论：以上现象说明A 、B 两球碰撞后，速度发生了变化，当A 、B 两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同．1．2 追寻不变量师:在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度．设两个物体的质量分别为m 1、m 2,碰撞前它们速度分别为v 1、v 2,碰撞后的速度分别为1v '、2v '． 规定某一速度方向为正．碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系，我们可以做如下猜测：（1）22112211v m v m v m v m '+'=+ （2）222211222211v m v m v m v m '+'=+ （3)22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析：①碰撞前后物体质量不变,但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量"． ②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量．2．实验条件的保证、实验数据的测量2．1 实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动,碰撞之后还沿同一直线运动；2．2 用天平测量物体的质量；2．3 测量两个物体在碰撞前后的速度．师:测量物体的速度可以有哪些方法？生：讨论。
创作编号：BG7531400019813488897SX创作者：别如克*16．1 实验：探究碰撞中的不变量★新课标要求（一）知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路．2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法．3、掌握实验数据处理的方法．（二）过程与方法1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。
2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
（三）情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。
2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。
3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。
4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。
★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点实验数据的处理．★教学方法教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块等★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 课件演示：（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态。
（2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子．师：碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化．师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样．师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）．（二）进行新课 1．实验探究的基本思路 1．1 一维碰撞师：我们只研究最简单的情况——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．这种碰撞叫做一维碰撞． 课件：碰撞演示如图所示，A 、B 是悬挂起来的钢球，把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ，放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞，碰后B 球摆幅为β角．如两球的质量m A =m B ，碰后A 球静止，B 球摆角β=α，这说明A 、B 两球碰后交换了速度；如果m A >m B ，碰后A 、B 两球一起向右摆动； 如果m A <m B ，碰后A 球反弹、B 球向右摆动． 师：以上现象可以说明什么问题？结论：以上现象说明A 、B 两球碰撞后，速度发生了变化，当A 、B 两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同．1．2 追寻不变量师：在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度． 设两个物体的质量分别为m 1、m 2，碰撞前它们速度分别为v 1、v 2，碰撞后的速度分别为1v '、2v '． 规定某一速度方向为正．碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系，我们可以做如下猜测：（1）22112211v m v m v m v m '+'=+ （2）222211222211v m v m v m v m '+'=+ （3）22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析：①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”．②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量． 2．实验条件的保证、实验数据的测量2．1 实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动;2．2 用天平测量物体的质量；创作编号：BG7531400019813488897SX创作者： 别如克*2．3 测量两个物体在碰撞前后的速度． 师：测量物体的速度可以有哪些方法？ 生：讨论。
16．1 实验：探究碰撞中的不变量一、三维目标知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法3、掌握实验数据处理的方法过程与方法1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会二、教学重点碰撞中的不变量的探究三、教学难点实验数据的处理四、教学过程（一）引入新课课件演示：（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态（2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子师：碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化 师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒） （二）进行新课 1、实验探究的基本思路1．1 一维碰撞师：我们只研究最简单的情况——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，这种碰撞叫做一维碰撞．课件：碰撞演示如图所示，A 、B 是悬挂起来的钢球，把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ，放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞，碰后B 球摆幅为β角．如两球的质量m A =m B ，碰后A 球静止，B 球摆角β=α，这说明A 、B 两球碰后交换了速度如果m A >m B ，碰后A 、B 两球一起向右摆动 如果m A <m B ，碰后A 球反弹、B 球向右摆动 师：以上现象可以说明什么问题？结论：以上现象说明A 、B 两球碰撞后，速度发生了变化，当A 、B 两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同．1．2 追寻不变量师：在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度设两个物体的质量分别为m 1、m 2，碰撞前它们速度分别为v 1、v 2，碰撞后的速度分别为1v '、2v ' 规定某一速度方向为正，碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系，我们可以做如下猜测：（1）22112211v m v m v m v m '+'=+ （2）222211222211v m v m v m v m '+'=+ （3）22112211m v m v m v m v '+'=+分析：①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量2、实验条件的保证、实验数据的测量2．1 实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动2．2 用天平测量物体的质量2．3 测量两个物体在碰撞前后的速度师：测量物体的速度可以有哪些方法？生：讨论总结：速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件．课件：参考案例――一种测速原理如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L．气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t3、实验方案3．1 用气垫导轨作碰撞实验（如图所示）实验记录及分析（a-1）实验记录及分析（a-2）实验记录及分析（a-3）实验记录及分析（b）实验记录及分析—（c）3．2用小车研究碰撞将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。
1.1《碰撞》教案三维教学目标1、知识与技能认识弹性碰撞与非弹性碰撞。
2、过程与方法：通过探究碰撞前后物体动能的变化，对碰撞进行分类。
3、情感、态度与价值观：感受不同碰撞的区别，培养学生勇于探索的精神。
教学重点：探究碰撞前后物体动能的变化。
教学难点：对碰撞分类的理解。
教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备（一）引入新课通过观察课本上的图片，从中归纳出有关碰撞现象的共同特点。
请同学们观察思考。
（二）进行新课一、碰撞现象从上面的图中可以看出：做相对运动的两个（或几个）物体相遇而发生相互作用，在很短的时间内，它们的运动状态会发生显著变化，这一过程叫做碰撞。
二、碰撞中动能的变化实验探究：探究碰撞前后物体动能的变化实验装置：气垫导轨、数字计时器。
探究过程：略。
（观看探究碰撞前后物体动能变化的视频）结合视频对带弹簧片的滑块碰撞、不带弹簧片的滑块的碰撞、带橡皮泥的滑块的碰撞进行动能变化分析。
完成课本P4的表格。
投影实验测量数据，学生自主小组讨论分析。
三、碰撞的分类按照碰撞前后两物体总动能是否变化，可将碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞两类。
碰撞前后两滑块的总动能不变，这种碰撞称为弹性碰撞。
例如象牙、优质钢球等宏观物体的碰撞，碰撞后的动能损失很小，可近似看做弹性碰撞；微观粒子中，低能电子和分子的碰撞是严格的弹性碰撞。
（演示弹性碰撞的相关视频资料）两滑块在碰撞后总动能减少了，这说明两滑块在碰撞过程中，有一部分动能转化为其他形式的能量，这种碰撞称为非弹性碰撞。
在非弹性碰撞中，如果两物体碰后粘在一起，以相同的速度运动，这种碰撞称为完全非弹性碰撞。
完全非弹性碰撞是非弹性碰撞中的特例。
（演示非弹性碰撞的相关视频例子）板书设计：1.1 碰撞一碰撞定义：做相对运动的两个（或几个）物体相遇而发生相互作用，在很短的时间内，运动状态发生显著变化的过程叫做碰撞（collision）。
二碰撞中动能的变化实验探究：探究碰撞前后物体动能的变化实验装置：气垫导轨、数字计时器。
第三章原子核一、原子核的组成与核力教学目标1．知道原子核的组成及质子和中子的发现情况，掌握原子核的表示方法及质量数、质子数（核电荷数）、中子数的关系，同位素的概念。
2．知道质子和中子统称为核子，并了解核子间存在核力及核力的性质3．掌握什么叫核反应并学会书写核反应方程重点难点重点：原子核的组成及表示方法、质量数、质子数（核电荷数）、中子数的关系难点：核反应方程的书写设计思想本节主要讲原子核的组成，是这一章的重点，虽然是微观世界的知识，但初中已有了一定的基础，要求也比较低，所以学生接收起来并不太难，难点主要在核反应方程的书写上。
所以这节课主要以识记的思想来设计教学，更多的让学知道是什么。
另外通过“实验事实—猜想（预言）—实验验证”的过程，让学生在情感上体验科学家科学探索的艰辛历程。
教学资源多媒体课件教学设计【课堂引入】问题1：前面我们学习了卢瑟福的原子的“核式结构学说”和玻尔的原子模型，知道原子是有结构的，那么组成原子的原子核有没有结构呢？【课堂学习】（一）原子核的组成1．原子核的组成（1）质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子。
后来又从许多轻元素中打出了质子，质子是原子核的组成部分。
★卢瑟福预言中子的存在：卢瑟福发现原子核的质量与质子质量不等，但电荷数相同，由此卢瑟福预言在原子核中还在一种中性的粒子。
（2）中子的发现：1932年，查德威克用α粒子轰击铍原子核得到中子（查德威克用实验验证）。
（3）核子：原子核是由质子和中子组成的，它们统称为核子。
（4）电荷数：原子核的电荷数等于核内的质子数。
（5）质量数：原子核的质量数就是核内的质子数和中子数之和。
★基本关系：核电荷数=质子数（Z）=元素的原子序数=核外电子数质量数（A）=核子数=质子数+中子数★原子核的表示方法：A Z X（X是元素符号；A是“核质量数”；Z是“核电荷数”）2．同位素（1）同位素：具有相同的质子数而中子数不同的原子核统称为同位素。
16．1 实验:探究碰撞中的不变量★新课标要求(一）知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路．2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法．3、掌握实验数据处理的方法．（二）过程与方法1、学习根据实验要求,设计实验，完成某种规律的探究方法.2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法.（三）情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。
2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。
3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力.4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。
★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点实验数据的处理．★教学方法教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块等★课时安排1 课时★教学过程(一）引入新课课件演示：（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态。
(2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子．师:碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象,两个物体发生碰撞后,速度都发生变化．师:两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样．师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒)．（二)进行新课1．实验探究的基本思路 1．1 一维碰撞师:我们只研究最简单的情况——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．这种碰撞叫做一维碰撞． 课件：碰撞演示如图所示,A 、B 是悬挂起来的钢球,把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ,放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞，碰后B 球摆幅为β角．如两球的质量m A =m B ，碰后A 球静止，B 球摆角β=α,这说明A 、B 两球碰后交换了速度；如果m A 〉m B ，碰后A 、B 两球一起向右摆动; 如果m A 〈m B ，碰后A 球反弹、B 球向右摆动． 师：以上现象可以说明什么问题？结论：以上现象说明A 、B 两球碰撞后，速度发生了变化，当A 、B 两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同．1．2 追寻不变量师：在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度．设两个物体的质量分别为m 1、m 2,碰撞前它们速度分别为v 1、v 2,碰撞后的速度分别为1v '、2v '． 规定某一速度方向为正．碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系，我们可以做如下猜测:(1）22112211v m v m v m v m '+'=+ （2）222211222211v m v m v m v m '+'=+ （3）22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析：①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态,不是我们追寻的“不变量”． ②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量．2．实验条件的保证、实验数据的测量2．1 实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动;2．2 用天平测量物体的质量;2．3 测量两个物体在碰撞前后的速度．师：测量物体的速度可以有哪些方法？生：讨论.总结:速度的测量:可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件．课件：参考案例――一种测速原理如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板,挡光板有一定的宽度，设为L．气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置．当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t．3．实验方案3．1 用气垫导轨作碰撞实验(如图所示)实验记录及分析（a-1)碰撞前碰撞后实验记录及分析(a-2）实验记录及分析（a-3)实验记录及分析（b）碰撞前 碰撞后质量 m 1=4 m 2=2 m 1=4m 2=2速度 v 1=0v 2=01v '= 2 2v '= — 4 mv =+2211v m v m='+'2211v m v m mv 2=+222211v m v m='+'222211v m v m v/m=+2211m v m v ='+'2211m v m v实验记录及分析—（c)碰撞前 碰撞后质量 m 1=4 m 2=2 m 1=4m 2=2速度 v 1=9v 2=01v '=6 2v '= 6 mv =+2211v m v m='+'2211v m v m mv 2=+222211v m v m='+'222211v m v m v/m=+2211m v m v ='+'2211m v m v3．2 用小车研究碰撞将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。
2019-2020年高中物理（SWSJ）教科版选修3-5教学案：第三章第2节放射性衰变(含答案)(对应学生用书页码P34)一、天然放射现象的发现1．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现，铀和含铀矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。
物质放出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素。
2．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)、镭(Ra)。
二、三种射线的本质1．α射线实际上就是氦原子核，速度可达到光速的110，其电离能力强，穿透能力较差。
在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。
2．β射线是高速电子流，它的速度更大，可达光速的99%，它的穿透能力较强，电离能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。
3．γ射线呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10 m以下，它的电离作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。
三、原子核的衰变1．放射性元素的原子核放出某种粒子后变成新原子核的变化叫衰变。
2．能放出α粒子的衰变叫α衰变，产生的新核，质量数减少4，电荷数减少2，新核在元素周期表中的位置向前移动两位，其衰变规律是A Z X―→A－4Z－2Y＋42He。
3．能放出β粒子的衰变叫β衰变，产生的新核，质量数不变，电荷数加1，新核在元素周期表中的位置向后移动一位，其衰变规律A Z X―→A Z＋1Y＋__0－1e。
4．γ射线是伴随α衰变、β衰变同时产生的。
β衰变是原子核中的中子转化成一个电子，同时还生成一个质子留在核内，使核电荷数增加1。
四、半衰期1．放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间，叫做这种元素的半衰期。
2．放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的。
3．跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。
4．半衰期是大量原子核衰变的统计规律。
衰变公式：N ＝N 0(12)tτ，τ为半衰期，反映放射性元素衰变的快慢。
1．判断：(1)放射性元素发生α衰变时，新核的化学性质不变。
( ) (2)半衰期可以表示放射性元素衰变的快慢。
( )(3)半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律。
( ) (4)半衰期可以通过人工进行控制。
( ) (5)对放射性元素加热时，其半衰期缩短。
( ) 答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×2．思考：发生β衰变时，新核的核电荷数变化多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？提示：根据β衰变方程23490Th ―→23491Pa ＋ 0-1e 知道，新核核电荷数增加了1，原子序数增加1，故在元素周期表上向后移了1位。
(对应学生用书页码P35)1.衰变规律原子核衰变时，电荷数和质量数都守恒。
2．衰变方程示例α衰变：A Z X →A －4Z －2Y ＋42He ，β衰变：A Z X →A Z ＋1Y ＋-1e 。
3．对α衰变和β衰变的理解(1)α衰变：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较牢固，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象。
(2)β衰变：原子核中的中子转化成一个质子且放出一个电子即β粒子，使核电荷数增加1.但β衰变不改变原子核的质量数。
(3)原子核放出一个α粒子就说明它发生了一次α衰变，同理放出一个β粒子就说明它发生了一次β衰变。
(1)原子核衰变时质量数守恒，但并非质量守恒，核反应过程前、后质量发生变化(质量亏损)而释放出能量，质量与能量相联系。
(2)在β衰变中，释放出具有很大的能量的电子，该电子来自于原子核，它是由中子和质子的转化产生的，这表明质子(或中子)也是变化的。
(3)天然放射现象说明原子核具有复杂的结构。
原子核放出α粒子或β粒子，并不表明原子核内有α粒子或β粒子；原子核发生衰变后“就变成新的原子核”。
1．一个原子核发生衰变时，下列说法中正确的是( ) A ．总质量数保持不变 B ．总核子数保持不变 C ．总能量保持不变D ．总动量改变解析：选ABC 衰变过程中质量数守恒，又因为质量数等于核子数，故衰变过程中核子数不变。
1.α、β、γ2．研究放射性的意义如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质的形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响。
也就是说，放射性与元素存在的状态无关，放射性仅与原子核有关。
因此，原子核不是组成物质的最小微粒，原子核也存在一定的结构。
β射线中的电子是从原子核内放出的(本质是一个质子转化为一个中子，放出一个电子)，并不是原子核外的电子。
2．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是( ) A ．α射线是原子核自发发射出的氦核，它的穿透能力最强B ．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透力C ．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透力最强D ．γ射线是电磁波，它的穿透力最弱解析：选C α射线是不稳定原子核放出的由两个中子和两个质子组成的粒子流，它的电离本领最大，穿透力最弱。
β射线是原子核内一个中子转化为一个质子时放出的高速电子流，其穿透力和电离能力都居中，γ射线是跃迁时放出的光子，它的穿透力最强，故正确答案为C.1.计算公式根据半衰期的概念，可总结出公式如下： N 余＝N 原(12)t /τ，m 余＝M (12)t /τ式中N 原、M 表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期。
2．影响因素放射性元素的半衰期是由原子核内部自身的因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关。
3．适用条件半衰期是一个统计概念，是大量原子核衰变时的统计规律。
对于某一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变的概率，即某时衰变的可能性，因此，半衰期只适用于大量的原子核。
4．衰变次数的计算(1)对象：一个放射性元素的原子核发生α衰变(或β衰变)变成新的原子核，而新原子核仍有放射性，可能又会发生某种衰变。
经过若干次变化，最终变为某一稳定的原子核。
在此过程中共发生了多少次α衰变和β衰变，是经常面临的问题。
(2)依据：电荷数和质量数守恒。
(3)方法：根据β衰变不改变质量数的特点，可依据反应原子核与最终原子核的质量数改变确定α衰变的次数，然后计算出电荷数的改变，由其差值可确定β衰变的次数。
其中每发生一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2，每发生一次β衰变，电荷数增加1，质量数不变。
3．(重庆高考)碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )A.m4B.m 8C.m16 D.m32解析：选C经过32天即4个半衰期，碘131的含量变为m′＝m24＝m16，C项正确。
(对应学生用书页码P36)[例1](β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是________。
(填选项前的字母)图3-2-1A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线[解析]由于在放射现象中放出组成α射线的α粒子带正电，β射线的β粒子带负电，γ射线不带电，根据电场力的方向与左手定则，可判断三种射线在电磁场中受力的方向，即③④表示α射线，①⑥表示β射线，②⑤表示γ射线，所以C正确，A、B、D错误。
[答案] C(1)因为α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，所以α、β会在电场或磁场中偏转，γ射线不偏转。
(2)α、β粒子在电场中做类平抛，用平抛的规律研究，在磁场中做圆周运动，利用洛伦兹力提供向心力进行研究。
[例2]23290Th(82() A．铅核比钍核少8个质子B．铅核比钍核少16个中子C．共经过4次α衰变和6次β衰变D．共经过6次α衰变和4次β衰变[解析]设α衰变次数为x，β衰变次数为y，由质量数守恒和电荷数守恒得232＝208＋4x,90＝82＋2x －y ，解得x ＝6，y ＝4，C 错，D 对。
铅核、钍核的质子数分别为82、90，故A 对。
铅核、钍核的中子数分别为126、142，故B 对。
[答案] ABD确定α和β衰变次数的具体方法如下： (1)首先确定开始的原子核和最终的原子核； (2)确定质量数的变化，并由此得出α衰变的次数；(3)由α衰变得出核电荷数的改变，根据实际电荷数再确定β衰变的次数。
[例3] (江苏高考辐射损伤。
它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一。
其衰变方程是 222 86Rn ―→ 218 84Po＋________。
已知 222 86Rn 的半衰期约为3.8天，则约经过________天，16 g 的 222 86Rn 衰变后还剩1 g 。
[解析] 根据衰变过程中，质量数与电荷数守恒可知，该衰变过程中，所释放的粒子的质量数为A ＝222－218＝4，电荷数为Z ＝86－84＝2，所以该粒子为42He 。
根据半衰期公式有：m ＝(12)tτm 0，代入数据解得：t ＝4τ＝15.2天。
[答案] 42He 15.2(1)半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间而不是样本质量减少一半的时间。
(2)注意区分两个质量：已发生衰变的质量：m [1－(12)t τ]，未发生衰变的质量：m (12)tτ。
(对应学生用书页码P37)1．以下实验能说明原子核内有复杂结构的是( ) A ．X 射线的发现 B ．原子发光产生明线光谱 C ．α粒子散射实验 D ．天然放射现象解析：选D 原子发光产生明线光谱说明原子只能处于一系列不连续的能量状态中；α粒子散射实验说明原子具有核式结构；天然放射现象中放射出的粒子是从原子核中放出的，说明原子核内有复杂结构。
故正确答案为D。
2．关于天然放射现象，下列说法正确的是()A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性解析：选Dα射线是原子核同时放出两个质子和两个中子产生的，选项A错；β射线是原子核内中子转化为质子而放出的电子，选项B错；γ射线是衰变后的原子核从高能级向低能级跃迁产生的，选项C错；放射性是原子核的固有属性，选项D正确。
3．原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th，继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa，再经放射性衰变③变为原子核23492U。
放射性衰变①、②和③依次为()A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变解析：选A根据核反应过程中的质量数守恒和电荷数守恒特点，23892U核与23490Th核比较可知，核反应的另一产物为42He，所以衰变①为α衰变，B、C项排除；23491Pa核与23490Th核比较可知，核反应的另一产物为0－1e，所以衰变③为β衰变，A项正确。
