高中探究碰撞中的不变量学案教案
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探究碰撞中不变量教案教案标题:探究碰撞中不变量教案教案目标:1. 了解碰撞中的不变量概念;2. 探究碰撞中不变量的计算方法;3. 通过实验和讨论,理解碰撞中不变量的物理意义;4. 发展学生的实验设计和科学思维能力。
教案步骤:引入活动:1. 通过展示一个碰撞的视频或图片,引发学生对碰撞的兴趣,并提出问题:“在碰撞中,有哪些物理量保持不变呢?”知识讲解:2. 介绍碰撞中的不变量概念,如动量、动能、总机械能等,并解释其物理意义。
实验设计:3. 分组让学生设计一个简单的碰撞实验,以探究碰撞中的不变量。
要求学生明确实验目的、所需材料和步骤,并进行预测。
实验操作:4. 学生按照设计好的实验步骤进行实验,并记录实验数据。
数据分析:5. 引导学生分析实验数据,计算碰撞前后的不变量数值,并进行比较。
讨论与总结:6. 学生在小组内讨论实验结果,总结碰撞中的不变量特点,并回答以下问题:a. 在实验中,哪些物理量保持不变?为什么?b. 不同碰撞情况下,不变量的数值有何变化?c. 不变量对于碰撞的结果有何影响?拓展应用:7. 提供更复杂的碰撞情况,让学生尝试应用不变量概念解决问题,并讨论解决思路和方法。
作业布置:8. 布置作业,要求学生独立完成一个与碰撞中不变量相关的问题,并写出解决思路和方法。
教学反思:9. 教师对学生的实验设计、数据分析和讨论进行评价,并提供反馈和指导,以促进学生的进一步学习和提高。
教学资源:- 碰撞视频或图片- 实验材料:小球、轨道、测量工具等- 实验记录表格- 计算器或电脑教学评估:- 学生实验设计和实验操作的准确性和完整性- 学生对碰撞中不变量的理解和应用能力- 学生在讨论中的参与度和贡献程度- 学生作业的完成情况和解决问题的思路。
高二《探究碰撞中的不变量》导学案一、学习目标1、明确探究碰撞中不变量的实验目的。
2、理解实验中所涉及的物理概念和原理。
3、掌握实验的操作步骤和数据处理方法。
4、培养观察、分析和解决问题的能力,以及团队合作精神。
二、知识准备1、碰撞的概念碰撞是指两个或两个以上物体在极短时间内相互作用的过程。
在碰撞过程中,物体之间的相互作用力很大,其他外力可以忽略不计。
2、动量的概念动量是物体的质量与速度的乘积,用 p 表示,即 p = mv。
动量是矢量,其方向与速度的方向相同。
3、动能的概念动能是物体由于运动而具有的能量,用Ek 表示,即Ek =1/2 mv²。
动能是标量。
三、实验原理1、一维碰撞在一维碰撞中,我们可以简化问题,只考虑两个物体在同一直线上的碰撞情况。
假设两个物体的质量分别为 m1 和 m2,碰撞前的速度分别为 v1 和 v2,碰撞后的速度分别为 v1' 和 v2'。
2、寻找不变量在碰撞过程中,总动量 p 总= m1v1 + m2v2,碰撞后的总动量 p总' = m1v1' + m2v2'。
如果碰撞前后总动量守恒,即 p 总= p 总'。
同时,碰撞前的总动能 Ek 总= 1/2 m1v1²+ 1/2 m2v2²,碰撞后的总动能 Ek 总' = 1/2 m1v1'²+ 1/2 m2v2'²。
如果碰撞是完全弹性碰撞,则总动能守恒,即 Ek 总= Ek 总';如果碰撞是非弹性碰撞,则总动能会有损失。
四、实验器材气垫导轨、光电门、数字计时器、滑块(两个,质量不同)、天平、细绳等。
五、实验步骤1、用天平测量两个滑块的质量 m1 和 m2。
2、安装气垫导轨,调整导轨水平。
3、将两个滑块分别安装在导轨上,一个滑块上安装遮光片,通过光电门与数字计时器连接。
4、让滑块 1 以一定的速度 v1 向右运动,与静止的滑块 2 发生碰撞,记录碰撞前后滑块 1 通过光电门的时间 t1、t1',以及滑块 2 通过光电门的时间 t2'。
16.1 实验:探究碰撞中的不变量一、教学设计思路1、本节课的教学围绕实验设计、实验操作与实验数据处理三个环节引导学生展开探究过程。
考虑到本节课的内容较多,实验的设计较为开放,并且学生在实验技能上已经具备了一定的条件,故将一些探究任务安置在课前。
本节课的着眼点不是过分强求学生的实验做得多么精准,而是着重于如何根据提出的问题通过已经具备的知识与能力去探究未知规律的过程。
2、通过小组讨论、课件演示、动手实验和实验数据处理等一系列活动激发学生主动参与的学习热情。
教师根据知识发生、发展与变化的过程,积极引导学生进行探索性学习。
教学中注重引导学生积极思考,激发创造性思维的欲望,增强问题研究的意识,提高科学探究的素养和合作学习的能力。
3、采用“问题—讨论—实验—归纳”的探究性教学模式,使学生在获得知识的同时,学会科学研究的方法,经历伴随着探究活动的深入而产生的情感体验。
4、根据学生的基础条件,将本节课的实验设定为分组实验。
二、课程标准(1)知道什么是一位碰撞。
(2)如何设计实验方案,如何测量物体的速度。
(3)能够猜想碰撞中的不变量,并用设计的实验进行验证。
三、教学目标(1)知识与技能:能够领会“探究碰撞中的不变量”实验的设计思路,并初步知道物体碰撞过程的不变量。
(2)过程与方法:能够设计实验方案并能独立进行实验操作,会采集实验数据。
能够对实验数据进行分析,寻找物体碰撞前后的不变量。
(3)情感、态度与价值观:让学生经历自主探究、合作学习的情感体验。
四、教学重点、难点碰撞中不变量的探究;实验数据的处理。
五、教学方法启发、引导,学生分组实验,讨论、交流学习成果。
六、教学过程:(一)引入(1)播放视频:通过生活中的车祸视频引入,调动起学生的兴趣;从而引出本节的内容——碰撞过程中遵循什么样的物理规律?(2)生活中的碰撞是很复杂的,而物理规律的研究都是由简到繁、由易到难的方法研究的。
(3)通过同学们做玻璃球的碰撞小实验,让学生体会出直线碰撞是最简单的碰撞;由此为切入点引出本节内容——探究碰撞中的不变量。
“实验探究碰撞中的不变量”创新教学设计实验名称:探究碰撞中的不变量实验目的:通过实验探究碰撞中的动量和动能在碰撞前后的变化情况,探究碰撞中的不变量。
实验材料:1.弹性碰撞小车(或其他碰撞实验装置)2.直尺3.计时器4.实验记录表格实验步骤:1.将弹性碰撞小车放在光滑水平桌面上,用直尺测量小车的初始速度并记录。
2.在小车前方的其中一固定位置放置一障碍物,并记录小车和障碍物的相对位置。
3.推动小车,记录小车碰撞障碍物前的速度和碰撞后的速度。
4.通过计算和观察得出碰撞前后的动量和动能的变化情况。
5.填写实验记录表格,包括碰撞前后速度、动量和动能的数据。
6.反复进行实验,改变碰撞物体的质量、形状等条件,观察不同条件下碰撞中的不变量。
实验结果与分析:通过多次实验,我们得出了以下结论:1.动量守恒定律:在碰撞中,碰撞物体的总动量在碰撞前后保持不变。
2.动能守恒定律:在完全弹性碰撞中,碰撞前后物体的总动能保持不变;在非完全弹性碰撞中,动能可能会转化为其他形式的能量,但总能量依然守恒。
3.碰撞中的不变量:碰撞中的动量和动能是不变量,无论碰撞条件如何改变,总动量和总动能在碰撞前后保持不变。
实验结论:本实验通过探究碰撞中的动量和动能变化情况,揭示了碰撞中的不变量:动量和动能。
碰撞过程中,总动量和总动能是守恒的,即碰撞前后保持不变。
这一结论对于理解动量守恒和能量守恒定律具有重要意义,也对碰撞过程中能量转化和守恒规律有了深入的认识。
通过本实验,我深刻领悟了实验的重要性和理论与实践的结合。
希望通过实验这一形式,让学生在实践中学习,深入理解物理规律,并激发他们对科学的兴趣和探索精神。
愿学生们能在实验中收获知识,不断探索、发现和创新!。
图16-1-11 探究碰撞中的不变量【学习目标】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.【重点难点】1.碰撞中的不变量的探究2.速度的测量方法、实验数据的处理.【课前预习】1、本实验目的:探究一维碰撞中,碰撞前后描述物体运动状态的物理量mv 、mv 2、v m等哪一个是守恒的.2、实验原理: 在一维碰撞中,与物体运动有关的物理量只有物体的_____和物体的_____,为找到碰撞中的不变量,首先进行合理猜测(例如:物体的质量与其速度的乘积mv 是不是不变量?物体的质量与其速度的二次方的乘积mv 2是不是不变量?物体的速度与自己质量的比值vm是不是不变量?),然后设计碰撞实验,测出物体的质量和碰撞前后物体的速度,对猜测进行验证,从而得到碰撞中的守恒量.方案一:利用气垫导轨实现一维碰撞 (1)质量的测量:用_____测量. (2)速度的测量:v =Δx Δt ,式中Δx 为 ,Δt 为数字计时器显示的的时间. (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_____. 方案二:利用等长悬线悬挂等大小球实现一维碰撞.如图16-1-1所示. (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:用贴胶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:v =Δx Δt ,Δx 是纸带上两_____间的距离,可用刻度尺测量.Δt 为小车经过Δx 所用的时间,可由打点间隔算出.(3)碰撞的实现:两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥.3、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. 4、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,记入表中(见下表). (5).改变碰撞条件,重复步骤3、4. (6).整理器材,结束实验. 5、数据处理 实验情景 探究量 质量速度 mvmv 2v m 碰撞前m 1v 1m 1v 1+m 2v 2m 1v 21+m 2v 22v 1m 1+v 2m 2m 2v 2碰撞后m 1 v 1′ m 1v 1′+m 2v 2′ m 1v 1′2+m 2v 2′2 v 1′m 1+v 2′m 2m 2 v 2′(2).实验结论:在误差允许的范围内,碰撞前后不变的量是_______________的乘积,即m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+m 2v 2′.6、注意事项 (1).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.(2).保证两物体发生的是一维碰撞,即两个物体碰撞前后沿_________运动. (3).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. (4).若利用摆球进行实验,两小球静放时_____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.7、误差分析(1).碰撞是否为_____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(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的速度.(3).测量摆角、滑块宽度、计数点间距时的误差,特别是测摆角带来的误差最大.【预习检测】1、若用打点计时器做探究碰撞中的不变量实验,下列操作是正确的是 ( )A.相互作用的两车上,一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了改变两车的质量B.相互作用的两车上,一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了碰撞后粘在一起C.先接通打点计时器的电源,再释放拖动纸带的小车D.先释放拖动纸带的小车,再接通打点计时器的电源2、试写出下列物理过程中的不变量:(1)一物体做自由落体;(2)一个物体在竖直方向做匀速直线运动;(3)一物体沿光滑曲面自由下滑。
16.1实验:探究碰撞中的不变量【教学目标】一、知识与技能1.知道碰撞有不同类型,知道一维碰撞的实验方法选择。
2.知道质量改变的方法,会测量物体的质量。
3.会猜想两个物体碰撞前后可能不变的物理量。
4.知道物块碰撞前后速度的测量方法。
5.知道两个原来连在一起的物体相互作用而分开也是一种碰撞。
6.会选择实验方案,安排操作步骤,知道实验所需物理量的测量和器材操作。
7.知道实验数据的记录,合理分析实验数据与猜想相结合,并得出结论。
二、过程与方法1.培养学生猜想能力,合理选择实验方案和熟练操作的能力。
2.理解物块速度测量的转换替代思想是常用方法,会用转换方法测碰前,碰后的速度。
3.经历实验探究过程,发现规律,让学生认识到科学探究的意义;三、态度情感与价值观1.运用实验方法探究一维碰撞中存在的不变量,体验到物理学习的科学价值。
2.通过科学探究教学培养学生的科学探究兴趣和热情。
体验到探索自然规律的艰辛与喜悦;培养学生主动与他人合作的精神。
【重点难点】重点:1.猜想两个物体碰撞前、后保持不变的物理量可能的表达形式2.如何合理测量物块碰撞前后的速度?难点:1.如何创设从特殊到一般实验情境让学生能够猜想两个物体碰撞前、后保持不变的物理量表达形式。
2.运用转换替代思想测量碰撞前后物块的速度。
【教学方法和教学手段】1.教学方法:运用物理“科学探究”和“实验探究”相结合的教学模式实施教学。
2.教学手段:演示实验引导、分组定量实验相结合,多媒体辅助。
【课前准备】1.深入体会特级教师黄国龙著作《新课程背景下中学物理探究教学模式构建和策略探讨》2.学习人民教育出版社物理室苗元秀老师“课程标准高中物理教科书(人教版)选修3-5编写思想”一文。
3.教学环境:物理实验室,将准备好的分组实验器材先放置于学生桌下。
4.教学用具:演示视频,自制半定量研究一维碰撞实验装置,特大号象棋四个(配重后质量相等),用光具座纸盒子填细沙长槽,多媒体课件。
高中探究碰撞中的不变量学案教案Revised by Petrel at 2021探究碰撞中的不变量动量守恒定律(一)编写:陈海燕 审核:孙俊【知识要点】1.两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰后仍沿这一条直线运动,这种碰撞叫______________。
2.通过气垫导轨上的碰撞实验,结合光电门的使用,可以确定碰撞前后两物体的速度__________和__________,用天平可以测出物块质量,进一步分析动能、质量与速度的乘积(mv )等,发现在碰撞前后系统的______________不变,从而确立动量(p mv =)引入的必要性。
3.动量是运动物体的质量与速度的乘积,定义式为________________,单位是k g ·m/s ,理解注意点:(1)动量具有矢量性,其方向和_____________方向一致;(2)动量具有瞬时性,是状态量,其大小、方向具有瞬时性。
4.动量变化是运动物体的末动量和初动量的矢量差,即p ∆=____________,服从____________运算法则。
5.系统指的是有相互作用的两个(或两个以上)物体,系统中各物体之间的相互作用力叫做________,系统外部其他物体对系统内物体的作用力叫做_____________。
6.动量守恒定律内容:若系统不受外力或者所受外力的合力为零,这个系统的总动量就保持不变,公式表示为1212p p p p ''+=+,或11221122m v m v m v m v ''+=+,或12p p ∆=-∆【典型例题】例1. “探究碰撞中的不变量”实验中,入射小球115m g =,原来静止的被碰小球210m g =,由实验测得它们在碰撞前后的x t -图象如图所示,可知入射小球碰撞前的11m v 是__________,入射小球碰撞后的11m v '是________,被碰小球碰撞后的22m v '是__________,由此得出结论:_______________。
实验:探究碰撞中的不变量一、目的要求通过这节课的学习,让学生掌握科学探究的思维方法,从最简单的关系开始寻找,利用身边的资源及已学过的原理,来完成该实验的探究过程。
二、重难点分析重点:本节课的重点在于如何让学生掌握科学探究的方法。
如何真正实现探究的过程。
难点:本节课的难点在于,如何启发学生利用身边的一切可利用资源,来自行设计可行性较强的实验方案。
三、自主学习1、实验的基本思路研究最简单的情况——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。
思考:在一维碰撞的情况下,与物体有关的物理量有、物体的质量和速度在碰撞前后有什么不变的关系?2、阅读课本参考案例一、二、三,思考并回答以下问题。
(1)、要完成这个实验,首要必须考虑的问题是什么?案例中如何实现这一条件?(2)、该实验必须测量什么物理量?(3)、如何测量这些物理量?(4)、物体的质量是否一定得测量出来?(5)、记录数据的表格如何设计?3、再次研究课本介绍的案例,思考归纳课本案例中的优点与缺点?(包括可操作性以及误差来源)四、典型例题例1.某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找碰撞中的不变量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置C由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次,图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点,P,为未放被碰小球B时A球的平均落点,M为与B 球碰后A球的平均落点,N为被碰球B的平均落点.若B球落点痕迹如图乙所示,其中米尺水平放置,且平行于OP,,米尺的零点与O点对齐.(注意M A>M B)(1)碰撞后B球的水平射程应为 cm(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答: (填选项号). A.水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离B.A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离C.测量A球或B球的直径D.测量A球和B球的质量E.测量G点相对于水平槽面的高度(3)如何求出A球和B球碰撞前后的速度?例2.水平光滑桌面上有A、B两个小车,质量分别是0.6k g和0.2kg.A车的车尾拉着纸带,A车以某一速度与静止的B车发生一维碰撞,碰后两车连在一起共同向前运动.碰撞前后打点计时器打下的纸带如图所示.根据这些数据,请猜想:把两小车加在一起计算,有一个什么物理量在碰撞前后是相等的?五、达标训练1.在“探究碰撞中的不变量”的实验中,为了顺利地完成实验,入射球质量为m1,被碰球质量为m2,二者关系应是( )A.m1>m2B.m1=m2C. m1<m2D.以上三个关系都可以2两球相向运动,发生正碰,碰撞后两球均静止,于是可以断定,在碰撞以前 ( ) A.两球的质量相等B.两球的速度大小相同C.两球的质量与速度的乘积大小相等D.以上都不能断定,3.某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动.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,他设计的具体装置如图所示.在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.(1)若已得到打点纸带如图所示,并将测得的各计数点间距离标在图上,A点是运动起始的第一点,则应选段来计算A的碰前速度,应选段来计算A和B 碰后的共同速度(以上两格填“AB’’或“BC"或“CD"或"DE”).(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:碰前m A v++m B v。
探究碰撞中的不变量教案教案标题:探究碰撞中的不变量教学目标:1. 了解碰撞中的动能、动量和动量守恒定律2. 理解碰撞中的不变量及其在物理学中的应用3. 能够运用碰撞中的不变量解决实际问题教学重点:1. 碰撞中的动能和动量2. 动量守恒定律3. 碰撞中的不变量教学难点:1. 碰撞中不变量的概念和应用2. 如何运用不变量解决碰撞问题教学准备:1. 实验器材:小车、弹簧、测量仪器等2. 教学课件:包括碰撞中的动能、动量和动量守恒定律的相关内容3. 实验指导书:用于学生进行实验操作教学过程:引入:通过一个简单的实验或示例引入碰撞中的不变量的概念,引发学生对这一概念的兴趣。
讲解:1. 讲解碰撞中的动能和动量的概念,以及动量守恒定律的表达式和应用条件。
2. 介绍碰撞中的不变量的概念,包括弹性碰撞和非弹性碰撞中的不变量。
3. 分析不同类型碰撞中的不变量,以及如何运用不变量解决碰撞问题。
实验操作:让学生进行实验操作,观察和测量碰撞中的动能和动量的变化,以及验证动量守恒定律和不变量的存在。
讨论:引导学生讨论实验结果,总结碰撞中的不变量的特点和应用方法。
练习:布置练习题,让学生运用不变量解决碰撞问题,加深对不变量的理解和运用能力。
作业:布置作业,要求学生对碰撞中的不变量进行总结和归纳,以及解决相关问题。
教学反思:总结本节课的教学内容,查漏补缺,为下节课的教学做准备。
教学延伸:引导学生进行更多的实际应用探究,拓展碰撞中不变量的应用领域。
教学评价:通过课堂练习和作业,评价学生对碰撞中不变量的掌握程度和应用能力。
教学反馈:根据学生的表现和反馈情况,及时调整教学方法和内容,提高教学效果。
教学资源:提供相关教学资料和参考书目,帮助学生深入学习和探究碰撞中的不变量。
教学环节设计灵活,根据学生的实际情况和反馈进行调整,确保教学效果。
实验探究碰撞中的不变量教案设计教案设计:探究碰撞中的不变量一、教学目标1.了解碰撞中的动量守恒定律及其应用;2.了解碰撞中的动能守恒定律及其应用;3.掌握碰撞中的不变量的计算方法;4.培养学生分析和解决实际问题的能力。
二、教学准备1.教具:小球、弹簧、运动轨道、计时器等;2.教材:教科书相关章节、课外资料、实验报告等。
三、教学过程【引入】1.显示一个小球和一个弹簧,让学生观察小球在弹簧上的运动;2.引导学生思考:在碰撞过程中,有哪些物理量是不变的?3.引导学生回顾并总结动量和动能的定义。
【探究】1.实验一:弹簧碰撞法a.布置实验任务:利用弹簧进行碰撞实验,观察碰撞前后的物理量变化。
b.学生完成实验,并记录实验数据。
c.学生分析数据并得出结论:在碰撞过程中,动量守恒,动能守恒。
d.教师引导学生推导动量守恒定律和动能守恒定律的数学表达式。
2.实验二:小球碰撞法a.布置实验任务:利用小球进行碰撞实验,观察碰撞前后的物理量变化。
b.学生完成实验,并记录实验数据。
c.学生分析数据并得出结论:在碰撞过程中,动量守恒,动能守恒。
d.教师引导学生通过动量和动能的计算,验证碰撞中的不变量。
3.实验三:运动轨迹法a.布置实验任务:利用运动轨道进行碰撞实验,观察碰撞前后的物理量变化。
b.学生完成实验,并记录实验数据。
c.学生分析数据并得出结论:在碰撞过程中,动量守恒,动能守恒,并通过运动轨迹的变化研究不同类型碰撞形式的规律。
d.教师指导学生认识不同类型碰撞所遵循的不变量。
【归纳】1.教师引导学生归纳总结碰撞中的不变量:动量、动能;2.教师解释和概括碰撞中的不变量及其应用。
【练习】1.教师提出一些碰撞实际问题,并让学生分组进行讨论和解决;2.每组向全班汇报讨论结果。
【拓展】1.教师提供一些更复杂的碰撞问题,让有兴趣的学生进行探究,并向全班分享;2.鼓励学生了解碰撞在实际生活和工程中的应用。
四、教学反思通过本节课的实验和讨论,学生从实验中直观地观察到碰撞过程中的动量和动能守恒,并掌握了碰撞中的不变量的计算方法。
探究碰撞中的不变量
动量守恒定律(一)
编写:陈海燕 审核:孙俊
【知识要点】
1.两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰后仍沿这一条直线运动,这种碰撞叫______________。
2.通过气垫导轨上的碰撞实验,结合光电门的使用,可以确定碰撞前后两物体的速度__________和__________,用天平可以测出物块质量,进一步分析动能、质量与速度的乘积(mv )等,发现在碰撞前后系统的______________不变,从而确立动量(p mv =)引入的必要性。
3.动量是运动物体的质量与速度的乘积,定义式为________________,单位是k g ·m/s ,理解注意点:
(1)动量具有矢量性,其方向和_____________方向一致;
(2)动量具有瞬时性,是状态量,其大小、方向具有瞬时性。
4.动量变化是运动物体的末动量和初动量的矢量差,即p ∆=____________,服从____________运算法则。
5.系统指的是有相互作用的两个(或两个以上)物体,系统中各物体之间的相互作用力叫做________,系统外部其他物体对系统内物体的作用力叫做_____________。
6.动量守恒定律内容:若系统不受外力或者所受外力的合力为零,这个系统的总动量就保持不变,公式表示为1212p p p p ''+=+,或11221122m v m v m v m v ''+=+,或12p p ∆=-∆
【典型例题】
例1. “探究碰撞中的不变量”实验中,入射小球115m g =,原来静止
的被碰小球210m g =,由实验测得它们在碰撞前后的x t -图象如图所
示,可知入射小球碰撞前的11m v 是__________,入射小球碰撞后的11m v '
是________,被碰小球碰撞后的22m v '是__________,由此得出结论:
_______________。
例2.放在光滑水平面上的A 、B 两小车中间夹了一压缩轻质弹簧,用两
手分别控制小车处于静止状态,下列说法中正确的是
A .两手同时放开,两车的总动量为0
B .先放开右手,后放开左手,两车的总动量向右
C .先放开左手,后放开右手,两车的总动量向右
D .两手同时放开,两车的总动量守恒,两手放开有先后,两车的总动量不守恒
例3.质量为60 kg 的人以5 m/s 的水平速度从背后跑上质量为90 kg 、速度为2 m/s 的光滑水平面上运动的小车,试求人与车共同运动的速度,若人是迎面跳上去,则情况又如何?
例4.如图所示,小木块的质量m= kg ,以速度v 0=20 m/s 水平地滑上一个静止的平板小车,小车质量M = kg ,小木块和小车间的动摩擦因数0.2μ=,地面摩擦不计,设小车足够长,求:
(1)小车加速度的大小;
(2)小车上的木块相对于小车静止时,小车速度的大小。
(取g=10 m/s 2)
【课堂检测】
1.在利用悬线悬挂等大小球探究碰撞中的不变量实验中,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地计算小球碰前速度
C .两小球必须都是钢性球,且质量相同
D .两小球碰后可以粘合在一起共同运动
2.在利用打点计时器探究碰撞中的不变量实验中,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 3.在利用气垫导轨探索碰撞中的不变量实验中,哪些因素可导致实验误差 ( ) A .导轨安放不水平
B .小车上挡光板倾斜
C .两小车质量不相等
D .两小车碰后粘在一起
4.宇宙飞船在空间轨道上运动,一人将手中的一只球从后舱壁扔入前舱壁的窗口中,飞船的速度将
A .略微增大
B .略微减小
C .不变化
D .不能确定
5.甲、乙两球在光滑水平面上做相向运动,已知m m 乙甲,当两球相碰后,其中一球静止,则可以判定
A .碰前甲的动量与乙的动量大小相等
B .碰前甲的动量大于乙的动量
C .若碰后甲的速度为零,则碰前甲的动量大于乙的动量
D .若碰后乙的速度为零,则碰前甲的动量大于乙的动量
6.如图所示,一装有柴油的船静止于水平面上,船前舱进水,堵住漏洞后用一水
泵把前舱的油抽往后舱。
在船的前舱与后舱分开的情况下,不计水的阻力,船前
舱的运动情况是
A .向前运动
B .向后运动
C .静止
D .无法判断
7.A 、B 两个物体在同一直线上沿同一方向运动,A 的质量是5 kg ,速度是9m/s ,B 的质量是2 kg ,速度是6 m/s 。
A 从后面追上B ,它们相互作用一段时间后,B 的速度增大为10 m/s ,方向不变,这时A 的速度是多大?方向如何?以上过程中除A 、B 两物体的相互作用力外,其他的力可以忽略。
8.质量是10 g 的子弹,以300 m/s 的速度射入质量是24 g 、静止在光滑水平桌面上的木块,并留在木块中。
子弹留在木块中以后,木块运动的速度是多大?如果子弹把木块打穿,子弹穿过后的速度为100 m/s ,这时木块的速度又是多大?。