一、生产、生活中的碰撞现象举出几个你所遇到的生产、生活中的碰撞现象的例子: 用录像片段和实验展示几种生活中的碰撞,并展示两个等大等质量小球的碰撞实验.
二、猜想一维碰撞中的不变量1)分析等质量小球的碰撞实验a、引导学生分析出观察到的现象中包含了几个运动过程: 三个1:小球1下摆的过程2:小球1和2碰撞的过程(很短暂) 3:小球2上摆的过程(注意得出小球2上摆的角度和小球1下摆前的角度相等)b、碰撞前后的运动状态的变化 小球1速度减少,小球2速度增加。减少的量等于增加的量(小球1把速度传递给了小球2)。引导学生想到这样的碰撞中仿佛有什么量在保持不变,并找到这个量。显然在这个实验中碰撞前的速度之和等于碰撞后的速度之和。这个不变量是速度。2)进行质量大的球碰质量小的球的实验 分析这次碰撞前后小球1、2的速度变化关系,小球1速度减少,小球2 速度增加,通过小球2上摆的角度超过小球1下摆前的角度可以开到在这次碰撞中,碰撞前的速度之和明显大于碰撞后的速度之和。3)思考两次碰撞的结论,猜想第二次碰撞前后的不变量。 显然产生不同结果的原因是因为两次碰撞中球的质量发生变化了,在质量相等的情况下速度是不变量,但是质量不等时却不是了。那么是不是会有个包含了质量和速度的物理量,在碰撞前后保持不变呢?猜想这个包含了质量和速度的不变量。这时学生可能会无从下手,也可能会猜到mv等,根据学生的反应来进行下面的分析。如果学生猜不到,则讲述猜不到是正常的,就像牛顿不可能只是被苹果打到头后就想到了万有引力一样,因为他之前已经有第谷的观察数据和开普勒的对数据的研究,才使牛顿得到了万有引力定律。所以就开始进行实验,测量几组碰撞前后的质量速度的数据,通过观察数据再来进行猜想。如果学生猜想到了,那么也不要盲目表扬学生,要问学生猜想的根据是什么,有什么理由。当然学生可能说不上来,也没有关系,只要敢猜,也值得表扬。但是要说明物理中的猜想并非盲目的猜想,我们通过前面的碰撞例子,虽然没有数据,但是也可以以此为依据猜出一些,只是这种猜想可能准确性不高。为了验证猜想的准确性,就要开始进行实验测量。
三、设计实验来验证我们的猜想1)实验中需要测量的物理量:质量和速度2)测量物理量的方法:质量:天平速度:光电门,摆球到最高点的摆角,打点计时器……..3)如何设计一个一维碰撞的实验: 实际中的碰撞非常复杂,像桌球的碰撞,碰前的速度和碰后的速度可能根本不在一条直线上(二维碰撞),所以这样的碰撞太过复杂,我们可以先从简单的碰撞研究起,比如在一条直线上的碰撞(一维碰撞),碰后两物体粘在一起的碰撞(完全非弹性碰撞)研究起。1、气垫导轨上小车的碰撞,用光点计时器来测速2、摆球的碰撞(碰撞前一瞬间和后一瞬间速度都在同一直线上),通过测角度来测速 3、小车的碰撞,用打点计时器测速(碰后必须粘在一起,并且开始一小车必需先静止)……五、用气垫导轨和光电计时装置进行实验 注意碰撞前后速度填写的时候还必须考虑到速度的方向,如果学生没有猜到mv等,则只显示质量速度的表格,如果猜到了,则同时显示mv等表格。 六、碰撞中的不变量 即使找到了上诉实验中可能不变的量,但(请记得收藏本站-一路高升范文网,以获取更多新鲜内容)是这个结论仍然只是猜想,要想使猜想成为一条定律,还要根据实验结果推导出许许多多新结论都与事实一致。 我们今天找到的这个物理量叫动量,最早由法国科学家笛卡尔在17世纪时提出。
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