《内蒙古巴彦淖尔市高中物理16.1实验碰撞中的不变量预学案新人教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《内蒙古巴彦淖尔市高中物理16.1实验碰撞中的不变量预学案新人教版选修3-5（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、16.1实验 碰撞中的不变量 【学习目标】 1.经历两个物体碰撞前后会不会有什么“不变量”的猜想过程。2.通过实验探究,经历寻找碰撞中“不变量”的过程,领会设计实验的基本思路和完成实 验的基本方法。3. 培养实验技能,熟悉数据的采集和分析,掌握在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。【重点难点】重点：探究碰撞中的“不变量”及实验数据的处理。难点：探究碰撞中的“不变量”及实验数据的处理。【考情分析】 1.考纲要求知道气垫导轨及光电门的使用方法，会计算滑块速度。要求会正确使用刻度尺、天平、打点计时器，会用计算纸带上各段的速度。2.题型：实验题，69分 【课前预习案】1.实验的基本思
2、路(1)两个物体碰撞前沿 运动,碰撞后仍沿 运动,这种碰撞叫作一维碰撞。(2)在一维碰撞的情况下,与物体有关的量只有物体的 和物体的 。2.追寻“不变量”碰撞前后物体质量不变,但质量并不能描述物体的运动状态,不是我们追寻的“不变量”。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。教材上列举了一些猜测,请在下列空白处填入这些猜测的关系式: ; ; 。3.实验条件的保证实验必须保证碰撞是 的,即两个物体在碰撞之前沿 直线运动,碰撞之后还沿 运动。4.测量速度的方法(1)在“参考案例一”中,可以用游标卡尺测量滑块遮光板的宽度d,用 测量遮光时间t,再用公式计算滑块碰撞前后的速度。(2)在
3、“参考案例二”中,通过测量摆绳的长度l和小球碰撞前后摆动的角度 ,再用公式 计算小球碰撞前后的速度。(3)在“参考案例三”中,通过 测出小车碰撞前后的速度。【课上学习案】完成目标1:实验的基本思路问题:请阅读教材中“实验的基本思路”的相关内容,回答下列问题。(1) 什么是一维碰撞?(2) 在一维碰撞的情况下研究碰撞规律只涉及物体的质量和速度这两个物理量,它们是我们追寻的“不变量”吗?(3)你设想一下哪些量可能是“不变量”? 知识链接:普遍自然规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性,如质量守恒、电荷守恒、机械能守恒等。完成目标2:实验需要考虑的问题问题:请阅读教材中“实验需要考虑的问题”
4、的相关内容,回答下列问题。(1) 本实验要解决的主要问题是什么?(2) 你能设计出记录实验数据的表格吗? 知识链接:探究实验的一般顺序:提出问题,猜想与假设,制订计划,设计实验,进行试验,收集证据,分析论证,合作交流,评估。完成目标3:光电门测速原理情景:图示是教材“参考案例一”中的气垫导轨。图中滑块上分别装有挡光板,挡光板有一定的宽度,设为L。气垫导轨上的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。从挡光板穿入将光挡住开始计时,穿过后不再挡光则停止计时,设记录的时间为t。问题:滑块的速度如何计算? 知识链接:光照强度改变使光敏电阻阻值改变,从而引起光敏电阻两端电压的改变。电压变
5、化信号传到计数器上计数、计时。这就是光电门的工作原理。完成目标4:探究摆球测速原理情景:图示为教材“参考案例二”中的实验装置。把两个小球用线悬起来,一个小球静止,拉起另一个小球,放下时使它们相碰。也可以用贴胶布等方法增大两球碰撞时的能量损失。 问题:如何测量出碰撞前后小球的速度? 知识链接:入射球和被碰球在碰前或碰后的摆动过程中机械能守恒,动能与重力势能相互转化,-Ep=Ek。【课堂小结】1基本思路（一维碰撞） 与物体运动有关的物理量可能有哪些？碰撞前后哪个物理量可能是不变的？2需要考虑的问题碰撞必须包括各种情况的碰撞；物体质量的测量（天平）；碰撞前后物体速度的测量（利用光电门或打点计时器等）
6、。【达标测验】1在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量实验中，下列哪些因素可导致实验误差()A导轨安放不水平B滑块上挡光板倾斜C两滑块质量不相等D两滑块碰后连在一起2用如图所示的装置可以完成“探究碰撞中的不变量”实验。若实验中选取的A、B两球半径相同，为了使A、B发生一维碰撞，应使两球悬线长度_，悬点Q1、Q2之间的距离等于_。3如图甲所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，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，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图乙所示，电源频率为50Hz，则碰撞前
7、甲车速度大小为_m/s，碰撞后的共同速度大小为_m/s。4如图所示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz。开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动。已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g，根据照片记录的信息，A、B离开弹簧后，A滑块做_运动，其速度大小为_m/s，本实验中得到的结论是_5“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球m115 g，原来静止的被碰小球m210g，由实验测得它们在碰撞前后的xt图象如图，可知入射小球碰撞后的m1v1是_，入射小球碰撞前的m1v1是_，被碰撞后的m2
8、v2是_。由此得出结论_。6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：在小车甲的前端粘有橡皮泥，推动小车甲使之做匀速直线运动。然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体，而后两车继续做匀速直线运动，他设计的具体装置如图所示。在小车甲后连着纸带，打点计时器打点频率为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，并测得各计数点间距并标在图上，A为运动起始的第一点，则应选_段计算小车甲的碰前速度，应选_段来计算小车甲和乙碰后的共同速度(以上两格填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)。(2)已测得小车甲的质量m甲0.40kg，小车乙的质量m乙0.20k
9、g，由以上测量结果可得：碰前m甲v甲m乙v乙_kgm/s；碰后m甲v甲m乙v乙_kgm/s。(3)通过计算得出的结论是什么？7在“探究碰撞中的不变量”的实验中，也可以探索mv2这个量(对应于动能)的变化情况。(1)若采用弓形弹片滑块的方案如图甲所示，弹开后的mv2的总量_(填“大于”“小于”或“等于”)弹开前mv2的总量，这是因为_。(2)若采用图乙所示的方案，碰撞前mv2的总量_(填“大于”“小于”或“等于”)碰后mv2的总量，说明碰撞中机械能_。(填“守恒”或“不守恒”)。(3)若采用图丙所示的方案，碰撞前mv2的总量_(填“大于”“小于”或“等于”)碰后mv2的总量，说明碰撞中存在_损失
10、。班级： 姓名： 【学习目标】 1.经历两个物体碰撞前后会不会有什么“不变量”的猜想过程。2.通过实验探究,经历寻找碰撞中“不变量”的过程,领会设计实验的基本思路和完成实 验的基本方法。3. 培养实验技能,熟悉数据的采集和分析,掌握在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。【重点难点】重点：探究碰撞中的“不变量”及实验数据的处理。难点：探究碰撞中的“不变量”及实验数据的处理。【考情分析】 1.考纲要求知道气垫导轨及光电门的使用方法，会计算滑块速度。要求会正确使用刻度尺、天平、打点计时器，会用计算纸带上各段的速度。2.题型：实验题，69分 【课前预习案】1.实验的基本思路(1)两个
11、物体碰撞前沿 同一直线 运动,碰撞后仍沿 同一直线 运动,这种碰撞叫作一维碰撞。(2)在一维碰撞的情况下,与物体有关的量只有物体的 质量 和物体的 速度 。2.追寻“不变量”碰撞前后物体质量不变,但质量并不能描述物体的运动状态,不是我们追寻的“不变量”。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。教材上列举了一些猜测,请在下列空白处填入这些猜测的关系式: m1v1+m2v2=m1v1+m2v2; ; ; 。 3.实验条件的保证实验必须保证碰撞是 一维 的,即两个物体在碰撞之前沿 同一条直线运动,碰撞之后还沿 这条直线 运动。4.测量速度的方法(1)在“参考案例一”中,可以用游标卡
12、尺测量滑块遮光板的宽度d,用 光电计时器 测量遮光时间t,再用公式计算滑块碰撞前后的速度。(2)在“参考案例二”中,通过测量摆绳的长度l和小球碰撞前后摆动的角度 ,再用公式 计算小球碰撞前后的速度。(3)在“参考案例三”中,通过 纸带 测出小车碰撞前后的速度。 【课上学习案】完成目标1:实验的基本思路问题:请阅读教材中“实验的基本思路”的相关内容,回答下列问题。(1) 什么是一维碰撞? (2) 在一维碰撞的情况下研究碰撞规律只涉及物体的质量和速度这两个物理量,它们是我们追寻的“不变量”吗? (3)你设想一下哪些量可能是“不变量”?解答:(1)两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿这条直线运动
13、。这种碰撞叫作一维碰撞。(2)它们都不是我们追寻的“不变量”。质量虽然不变,但质量并不描述物体的运动状态,不是我们追寻的“不变量”;速度在碰撞前后是变化的,不是我们追寻的“不变量”;(3)可以设想:两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量?即是否有m1v1+m2v2=m1v1+m2v2?或者,两个物体各自的质量与自己的速度的二次方乘积之和是不是不变量?即是否有?或者,两个物体的速度与自己质量的比值之和是不是不变量?即是否有等等。 知识链接:普遍自然规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性,如质量守恒、电荷守恒、机械能守恒等。完成目标2:实验需要考虑的问题问题:请阅读教材中“实验需要考虑的问题”的相关内容,回答下列问题。(1) 本实验要解决的主要问题是什么? (2) 你能设计出记录实验数据的表格吗? 解答:(1)实验中首要的问题是如何保证碰撞是一维的,此外还要考虑质量和速度的测量。质量可以用天平测量,所以本实验要解决的主要问题是怎样保证物
