当前位置：文档之家 › 实验探究碰撞中的不变量

实验探究碰撞中的不变量

  • 格式：docx
  • 大小：43.65 KB
  • 文档页数：5

第十六章 动量守恒定律
第一节 实验：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．
◆
合作探究
一、实验的基本思路
1、一维碰撞：两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后 ，
这种碰撞叫做一维碰撞。
2、追寻不变量：在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的 和物体的
，设两个物体的质量分别为 ，碰撞前它们速度分别为 ，
碰撞后的速度分别为 ；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）22112211vmvmvmvm
（2）222211222211vmvmvmvm
（3）22112211mvmvmvmv
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．
猜测结果：
二、实验条件的保证、实验数据的测量
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、用 测量物体的质量；
3、测量物体的速度可以有哪些方法？
测速方案1——光电门测速
滑块上安装挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L．气垫导轨上安装有光控开关，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=

测速方案2——摆球测速
把两个小球用长为L的线悬起来，一个小球静止，拉起另一个小球，放下
时它们相碰。可以测量小球被拉起的角度α，从而算出落下时的速度
V= ；测量被撞小球摆起的角度β，从而算出被撞后的速度
V’= 。

测速方案3——打点计时器测速
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。让
小车A运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡
皮泥中，把两个小车连接成一体(如课本图，通过纸带测出它们碰撞前后的速度。

测速方案4-----平抛测速
设重垂线所指的位置为O,入射小球未发生碰撞时的落地点为P,发生碰撞时入射小球落
地点的平均位置为M,被碰小球落地点的平均位置为N,以小球的落地时间为单位,可以用OM、

OP、ON的长度表示相应的速度。
当堂训练：
1、在课本参考案例(二)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、
某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,
使小车A做匀速运动,然后与原来静止的小车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,在小车后连接着纸带,电磁打点计时器使用的电源频率为50Hz,
长木板垫着小木片以平衡摩擦力。

(1)若已得到打点纸带如图所示,并测得各计数点间距(标在图上)。A为运动起点, 则应该选
择________段来计算小车A碰前的速度,应选择________段来计算小车A和小车B碰后
的共同速度。(以上空格均选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)

(2)已测得小车A的质量mA=,小车B的质量mB=,由以上测量结果可
得碰前BBAAvmvm kg·m/s
碰后,,BBAAvmvm kg·m/s(保留三位有效数字)
3、（1）在利用平抛测速时，为了尽量准确找到碰撞中的不变量,以下要求正确的是（ ）
A.入射小球的半径应该大于被碰小球的半径
B.入射小球的半径应该等于被碰小球的半径
C.入射小球每次应该从斜槽的同一位置由静止滑下
D.斜槽末端必须是水平的
（2）关于小球的落点,正确的是（ ）
A.如果小球每次从斜槽的同一位置由静止滑下,重复几次的落点一定是完全重合的
B.由于偶然因素存在,重复操作时小球的落点不会完全重合,但是落点应当比较密集
C.测定落点P的位置时,如果几次落点的位置分别为P1、P2、…Pn,则落点的平均位置
12...n
opopopopn

D.尽可能用最小的圆把各个落点圈住,这个圆的圆心位置就是小球落点的平均位置
(3)若已知入射小球与被碰小球的质量之比为12:8:3mm，
OP=20cm,PN=16cm,则OM的值大约等于多少,本实验才算达到实验目的
4、有两个小球a、b在水平桌面上发生碰撞,在满足下列条件时能够发生一维碰撞的是
( )

A.小球a静止,另一个小球b经过a球时刚好能擦到a球的边缘
B.小球a静止,另一个小球b沿着a、b两球球心连线去碰a球
C.相碰时,相互作用力的方向沿着球心连线
D.相碰时,相互作用力的方向与两球相碰之前的速度方向都在同一条直线上

合集下载

新课程理念下的“探究式”教学——以《实验：探究碰撞中的不变量》教学设计为例

新课程理念下的“探究式”教学——以《实验：探究碰撞中的不变量》教学设计为例


次 舶 』 雕 ２
ｘｌ
ＪＩＩ Ｊ ， ＋Ⅲ ２ ２ 麒 Ｊ Ｊ ＋珊 ２１２ － ＇，
Ｊ 』 Ｖ２ ２ Ｖｐ １／ １ ｔ
， ｌ
２
（ 下 页） 转
读 写算
２１ 年 ０ １
第 ｌ 期 ９
教 学 方 法研 究
教 学 低 年 级 “ 图 说 话 ” 的 一 点 认 识 看
ｍ Ｖ
学 生猜 测 ： 能 是 ｖ ｍｖ ， 一 ， 等 等 。 可 ， ｍ ｖ， 一 设 这 两 个 物 体 的质 量 分 别 为 、 ， 发 生 一维 碰 撞 ， ｍ，且 碰 前速 度 分 别 为 ｖ ， 后 速 度 分 别 为 ｖ 、 ，， 么 ， ｊ、 碰 ．ｖ 那 碰撞 前 后究 竟 什 么 是 不变 的 ？ 学 生猜 测 ： 不 会 是两 个物 体 各 自的质 量 与 自 己速 度 的 乘 会 积 之 和 是 不变 量 ？ ： Ｉｌ 即 ｖ＋ ＝ Ｉ ＋ ｖ ｌ ； 或 是 各 自的 质量 与 自己速 度 的二 次方 的 乘 积 之 和 是 不变
曩 受
敦
，
猜想 （ ） 一 碰 撞 后 碰 撞 酋 碰撞 后
碰撞－ 簟
露 ｌ Ｊ
碰撞后
’ 十一
矾 Ｊ ｒ
碰撞后
碰 撞 首
ｘｔ ＇ ｏ２ Ｃ
｝＋麻
２＇ 】 ’
ｔ ｍ ｆ ’２ ｈ Ｓ！ ｍ １ Ｖ２／ ｊ ／ ＋ ，／ ２ ｔ・ ／ ＋ ・ 捌
么规 律 呢 ？
相 碰 ， 后 两 球 均 向 右运 动 。 碰 第 ３ ： 塑 料 球拉 开 同 一个 角 度后 释 放 ， 低 点 与钢球 次 将 在最 相 碰 ， 后 塑 料 球 向 左运 动 ， 碰 钢球 向右 运 动 。 提 问 １在 实 验 中什 么 物理 量 在 碰撞 前 后 发生 了变 化 ？ 种 ： 这 变 化 又 与什 么 物 理 量 相 关 ？ 学 生讨 论 后 得 出 ： 球 的速 度 大 小 或方 向 发生 了变 化 ， 两 这 种 变 化 与质 量 有 关 。 （ 设计意图 ： 通过对 比演示使学生对两个物体的碰撞有一 个感 性 认 识 ， 设 情 景 ， 发学 生 学 习 的欲 望 。 创 激 ） 提 问２在 刚 才 的碰 撞过 程 中 ， 不会 有 什么 物理 量 不 发生 ： 会 变化呢？ 本 节 课 我 们 就 对这 一 问题 进行 探 究 。
《实验：探究碰撞中的不变量》教学设计

《实验：探究碰撞中的不变量》教学设计

小 小 的天地让 学 生 体会 科 学 的探 究 性 和探 究 中
过 实验情 境从 特殊到 一般化 探究 ， 学生 体 验碰 让
撞 中不变量 的猜 想认知 过程 ； 生在 实验 探究 的 学
实践 中 了解 碰撞 前后物 块速度 的获 得方 法 ， 体验 学 习探究过 程 ， 收获“ 变 量 的猜 想”成 果 ， 展 不 发 对学科 的兴趣 与热情 ， 培养实验 探究 能力 和 交流 协作 能力 。
２ 教 材 分 析
的不确 定性 ， 学生对 科 学本质 的认识能 够更 深 使
入 一些 。
３ 学 情 分 析
选 修 ３ ５ 动 量守恒 定律 》与原 教 材《 量 》 —《 动 的安排 完全 不 一 样 ， 动 量 ”概 念 的 引 入 也 与 过 “
去不 同 。 教 材 通 过 具 体碰 撞 实 例 ， 出 Ｆ 原 得 ｔ—
生 活感 性认 知 ， 且在 必 修 ２有过类 似 “ 寻 守 并 追
恒 量”的探究 经历 和体验 。 （ ）由于 乡一 砌 是矢 量 ， ２ 虽然一维 碰撞情 境 比较简单 ， 碰撞 中 “ 变 量 ”的追 寻 对 学 生 而 但 不 言 是陌生而 又 困难 的。 学生 一般认 为碰撞前 后 的 速 度大小之和不变 ， 或碰撞前后 的速度存在某种简 单数学关系。 而如 果按 教 学 中一定 的逻 辑递 进过 程， 让学生提出物 体的质量与各 自速度 的乘积是不
摘 要 ： 文 给 出 了《 究碰撞 中 的 不 变 量 》 学设 计 。 学 生 在探 究过 程 中提 升 自 己的探 究 能 力 ， 便 于新 课 程 三 本 探 教 让 也
维 目标 的 落 实 。
关 键 词 ： 量 ； 究 ； 学设 计 动 探 教 Ｇ ３ ． 理 ｏ 中 图分 类 号 ： ６ ３ ７
16.1《实验：探究碰撞中的不变量》学案

16.1《实验：探究碰撞中的不变量》学案

16.1《实验：探究碰撞中的不变量》学案【学习目标】识记：明确探究碰撞中的不变量的基本思路．理解：根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。

应用：根据实验数据进行猜测、探究，发现规律的探究方法。

【重点难点】重点：碰撞中的不变量的探究 难点：实验数据的处理．【自主检测】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， 都发生变化。

两个物体的质量比例不同时，它们的 也不一样。

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）。

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 。

设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前它们速度分别为v1、v2，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．【知识点拨】测量物体的速度的方法（1）光电门测速原理如图所示，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 ， 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 ，滑块匀速运动的速度v=L/t 。

（2）摆球测速原理把两个小球用线悬挂起来，一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。

如图测量小球被拉起的角度，从而算出落下时的速度；设摆线长为L ，小球的半径为r ，质量为m ，被拉起的角度为θ，落下时的速度为v ，根据机械能守恒有：解得：同理可求出碰后各小球的速度。

探究碰撞中的不变量PPT教学课件

探究碰撞中的不变量PPT教学课件


v1/m1+v2/m2 #DIV/0!
v1//m1+v2//m2 #DIV/0!
不变量？
橡皮泥 质量m（kg）
挡光时间t(ms)
碰撞前
m1
m2
t 11
t 21
碰撞后
m1
m2
0
0
t23
t22
速度v=L/t
v1
v2
v1/
v2/
#DIV/0! ###### ###### #####
“mv”之和 “mv2”之和
：
：
凡·高《包 扎着耳朵 的自画像》
你能设法用土豆块 或橡皮刻两个字， 使其印在纸上的图 案是“中国”吗？
作业
试用橡皮做一枚写 有自己名字的印章
今天我们的收获是
*镜子改变了物体的方向 *现实中的物与镜中的像关于镜 面成轴对称 *已知物与像中的一个求另一 个时，可利用轴对称的性质。
同学们
或者
v1 v2 v1' v2' 成立？ m1 m2 m1 m2
还是有其他的可能？
探究碰撞中的不变量
研究方 案一：运 动的小球 撞击静止 的小球
探究碰撞中的不变量
研究方 案二：运 动的小车 撞击静止 的小车后 成为一个 整体
有弹性片 质量m(kg)
挡光时间t(ms)
碰撞前
m1
m2
t 11
t 21
如果在纸条上写着“A、B、C、D、E、X、 Y、Z”，那么下面情况中，哪些字母在镜中 的像与原来的字母一样？
2021/9/18
ห้องสมุดไป่ตู้
多媒体课件
27
小冬上衣上的数字是什么？小亮上衣上 的字母又是什么？