資源簡介

實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動量守恒定律 教學(xué)目標(biāo) 1. 加深對平拋運(yùn)動規(guī)律和動量守恒定律的理解 2.學(xué)會并掌握用物理量替代的方法和技巧進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究 3.會分析實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng) 教學(xué)重點(diǎn)： 1、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理
2. 實(shí)驗(yàn)中注意事項(xiàng)的分析 教學(xué)難點(diǎn)： 1. 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理
2. 實(shí)驗(yàn)中注意事項(xiàng)的分析
教學(xué)過程 設(shè)計(jì)意圖
課題的引入 教師：前面我們從理論推導(dǎo)得到動量守恒定律，即如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零，系統(tǒng)的總動量保持不變，這就是動量守恒定律。表達(dá)式為。這節(jié)課我們將利用斜槽末端兩個(gè)小球的正碰來驗(yàn)證動量守恒定律。 回憶動量守恒定律，說明本節(jié)任務(wù)，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)
實(shí)驗(yàn)原理 入射小球和被碰小球在斜槽末端發(fā)生一維正碰，碰前瞬間的速度為，碰后瞬間入射小球的速度為的速度為。所以需要驗(yàn)證，但由于瞬時(shí)速度不易測量，故將速度測量轉(zhuǎn)化為長度測量。小球離開斜槽末端均做高度相同的平拋運(yùn)動，運(yùn)動時(shí)間相同，所以,所以動量守恒的驗(yàn)證式為。 由驗(yàn)證動量守恒定律的守恒式，變?yōu)轵?yàn)證轉(zhuǎn)化式，測量更簡單
三、實(shí)驗(yàn)儀器的組裝 教師：清楚實(shí)驗(yàn)原理之后，我們來完成實(shí)驗(yàn)儀器的組裝。 這是水平支架，將斜槽固定在支架上，在斜槽末端正下方系上重垂線。調(diào)節(jié)水平軸，使斜槽末端的切線保持水平。如果已經(jīng)調(diào)整水平，小球在斜槽末端將不再運(yùn)動。 把鋪上白紙的木板平放在水平地面上，并在白紙上記下重垂線的指示位置，記為。再在白紙上鋪上復(fù)寫紙。注意只有調(diào)整斜槽末端水平，小球離開斜槽，才會做平拋運(yùn)動。 播放實(shí)驗(yàn)儀器組裝的實(shí)驗(yàn)視頻，一步一步的操作，更形象直觀。而且邊操作邊講解，更易理解
四、實(shí)驗(yàn)操作 教師：下面我們來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作。 測小球的半徑與質(zhì)量 用游標(biāo)卡尺分別測出兩小球的直徑，并記錄數(shù)據(jù)。注意小球大小一定要相同，只有相同，小球才會完成對心正碰。用天平分別測出兩小球的質(zhì)量，并把質(zhì)量大的做為入射小球，記為，質(zhì)量較小的做為被碰小球，記為，記錄數(shù)據(jù)。（若把質(zhì)量較小的做為入射小球，在發(fā)生碰撞時(shí)，入射小球?qū)捶较蜻\(yùn)動，無法記錄飛行距離。） 記錄入射小球飛行的水平位置 讓入射小球從斜槽上同一高度處由靜止?jié)L下，到斜槽末端時(shí)速度為,后落到復(fù)寫紙上，重復(fù)10次，小球在白紙上留下一組落地的痕跡，記作P. 記錄兩球碰后各自飛行的水平位置 將被碰小球放在斜槽末端，讓入射小球從斜槽上同一高度由靜止?jié)L下，使兩球發(fā)生正碰，離開斜槽末端速度分別為,重復(fù)10次，入射小球在白紙上留下一組落地痕跡，記作M，被碰小球在白紙上留下一組落地痕跡，記作N。 測小球直徑和質(zhì)量時(shí)，屬于基礎(chǔ)測量，用圖片顯示。入射小球單獨(dú)運(yùn)動和兩球碰撞運(yùn)動分別播放操作視頻，使學(xué)生更易理解，同樣采用邊播放邊講解的方式
五、點(diǎn)跡處理及分析 教師：經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，我們得到以一張有印記的紙。 教師：用圓規(guī)畫盡可能小的圓，把小球的落點(diǎn)圈在各自的圓里面，圓心就是落點(diǎn)的平均位置,表示為。 教師：連接為入射小球沒有發(fā)生碰撞時(shí)的水平距離；連接和，為入射小球和被碰小球發(fā)生碰撞后各自的水平距離。如果發(fā)現(xiàn)、和不在同一條直線，說明不是正碰，需重新做實(shí)驗(yàn)。 教師：動量守恒的表達(dá)式可轉(zhuǎn)化為驗(yàn)證式.將所得的數(shù)據(jù)代入以上表達(dá)式，若左右相等，即可證明小球碰撞過程中系統(tǒng)動量是守恒的。 本部分在進(jìn)行系統(tǒng)動量守恒的驗(yàn)證時(shí)，采用轉(zhuǎn)換的方法，使測量更簡單。
六、實(shí)驗(yàn)拓展 教師：請同學(xué)們根據(jù)老師的講解進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告吧！當(dāng)然，我們還可以通過其他的辦法來測量物體碰撞前后的速度，大家想一想，你能不能提出新的實(shí)驗(yàn)方案？（播放氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動量守恒，講解其他方法）期待大家的答案。這節(jié)課就到這里，同學(xué)們，再見。 本實(shí)驗(yàn)不止一種實(shí)驗(yàn)方案，這樣的設(shè)計(jì)有利于學(xué)生打開思路，進(jìn)行新的思考，而且播放氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動量守恒的實(shí)驗(yàn)，使沒接觸過氣墊導(dǎo)軌和數(shù)據(jù)采集器的同學(xué)身臨其境。

展開更多......

收起↑