高一物理动量：实验：探究碰撞中的不变量教学建议教案人教版VIP免费

第1节实验：探究碰撞中的不变量思路：碰撞是常见的现象，宏观、微观P2演示A、B是两个悬挂起来的钢球，质量相等。使B球静止，拉起A球，放开后A与B碰撞，观察碰撞前后两球运动的变化。换为质量相差较多的两个小球，重做以上实验。一般情况下是否也有不变的量？在实验中寻找不变的量。器材可选：气垫导轨、平板小车、线悬的小球……P2课文，描述思路：……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……物体的质量与它的速度的乘积也在变化……那么，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？m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’？或者，各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不变量？m1v12+m22=m1v1’2+m2v2’2？也许，两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变？+=+？……P3课文，进一步讨论可能的情况：碰撞可能有很多情形……两个质量相同的物体相碰撞，两个质量相差悬殊的物体相碰撞，两个速度大小相同、方向相反的物体相碰撞，一个运动物体与一个静止物体相碰撞…………碰撞时可能中间通过弹簧接触，碰后分开……碰后也可能粘在一起不再分开……我们寻找的不变量必须在各种碰撞的情况下都不改变，这样才符合要求。P3需要考虑的问题，讨论操作和数据处理中的技术性问题：●……要保证碰撞是一维的，即保证两个物体在碰撞之前沿直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动……●质量可以用天平测量……怎样测量物体的速度。●关于实验数据的处理，下面的表格可供参考……对于每一种碰撞的情况都要填写一个类似的表格。参考用的记录表格碰撞前碰撞后质量m1m2m1m2速度v1v2v1'v2'mvm1v1+m2v2m1v1'+m2v2'mv2m1v12+m2v22m1v1'2+m2v2'2++………用心爱心专心●……举例来说，如果每个表格中v/m那一行第二列和第三列的求和的值都相等，那么v/m很可能就是我们寻找的不变量。P4～P5参考案例：给学生一定的设计空间P5课文：通过这个实验，你是否找到了碰撞前后的“不变量”？即使找到了，它也仍然带有猜想和假设的性质，但你对自己的猜想与假设会增加几分把握。只有根据实验结果推导出的许许多多新结论都与事实一致时，它才能成为一条定律。尽管如此，本节实验还是很有意义的，它让我们再一次体验了探究自然规律的过程。科学方法的教育P6第1题，重现探究的过程：1．光滑桌面上有两1、2两个小球。1球的质量为0.3kg，以速度8m/s跟质量0.1kg的静止的2球发生碰撞，碰撞后2球的速度变为9m/s，1球的速度变为5m/s，方向与原来相同。根据这些实验数据，晓明对这次碰撞的规律做了如下几项猜想。（1）碰撞后2球获得了速度，是否是1球把速度传递给了2球？经计算，2球增加的速度是9m/s，1球减小的速度是3m/s，因此，这种猜想不成立。（2）碰撞后2球获得了动能，是否是1球把动能传递给了2球？经计算，2球增加的动能是4.05J，1球减小的动能是5.85J，这种猜想也不成立。（3）请你根据以上实验数据猜想：有一个什么物理量，在这次碰撞中2球所增加的这个量与1球所减小的这个量相等？请计算表明。用心爱心专心