【教材分析】
动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一,也是本章的重点,只有学生主动参与探究的全过程,成为学习的主体,才能激发学习的欲望。在探究活动开始时,教师可以给学生创设一些问题情景,引导学生去发现问题,使学生产生探究的动机,通过自主探究,协作学习,使学生获得一定的感性认识,为以下的学习打好基础。 【教学目标】
(一)知识与技能
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.
(二)过程与方法
1、学习根据实验要求,设计实验,完成某种规律的探究方法。
2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
3、体会科学探究的过程,学习科学研究的思想和方法。体现到各学科之间的联系,各事物间的关联性,感悟自然界的和谐与统一。
(三)情感、态度与价值观
1、通过对实验方案的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思维品质的全面性、准确性与逻辑性。
2、通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识。
3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力。[来源:学_科_网]
4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力。
【教学重重点】:碰撞中的不变量的探究螺旋伞齿轮
【教学难点】:速度的测量方法、实验数据的处理.
【教学方法】:
教师启发、引导,学生自主实验,讨论、交流学习成果。
【教学用具】:
1、学生实验器材:气垫导轨、光电门、挡光片、光电计时器、滑块、天平、弹簧圈、粘扣、、
2、演示器材:铁架台、悬线两根,小钢球三个(其中两个质量相等,另一个质量相差较多)
【课时安】排:1 课时
【教学过程】:
引入新课
碰撞是自然界中常见的现象,请举一些常见的碰撞的例子
演示:
教材如图,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。
通过演示可以看到:
两个物体碰撞前后的速度都会发生变化,物体的质量不同时速度的变化情况也不一样。
提出问题:
碰撞前后会不会有什么物理量保持不变
确定课题:
通过实验探究碰撞中的不变量
新课教学
一、实验的基本思路
我们只研究一维碰撞的情况
问题:
1、在一维碰撞的情况下与运动着的物体有关的物理量有哪些?介电常数测量
2、碰撞前后哪个物理量可能是不变的?
3、质量并不描述物体的运动状态,不是我们追寻的不变量,而速度是变化的,质量和速度的乘积也是变化的,那么,碰撞前后究竟什么是不变的?
提示:会不会是两个物体各自的质量与自己速度的乘积之和是不变量?
即:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′成立
或者,各自的质量与自己速度的二次方的乘积之和是不变量?
即:m1v12+m2v22=m1v1′2+m2v2′2成立
或者,两个物体的速度与自己质量的比值之和是不变量
即:成立
或者……
二、需要考虑的问题
1、如何保证碰撞是一维的?
2、我们知道质量可以用天平进行测量,那么怎样测两个物体在碰撞前后的速度?
3、碰撞有很多情形,我们寻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。因此本实验需要设计多种碰撞情况。
请大家根据以上要求设计一个实验方案
三、设计实验方案
微型拉曼光谱仪利用气垫导轨进行实验,实验仪器气垫导轨、光电门、挡光片、光电计时器、滑块、天平、弹簧圈、粘扣。
1、回顾实验装置的工作原理和使用方法
2、设计实验方案
实验方案应包括不同接触面情况以及不同的碰撞情况,滑块的接触面分别有弹性圈、裸块、粘扣;碰撞情况可以有动碰静、对碰。应根据接触面性质、运动情况的不同组合分别加以验证。由于时间关系,
采取相互合作的方式,每小组只验证以下几种情况中的一种,并且在这种情况下改变滑块的质量和碰前的速度:弹性圈的动碰静、弹性圈对碰,裸块的动碰静、裸块对碰,粘扣的动碰静、粘扣对碰。最后将各组实验结果综合在一起分析。
3、设计实验数据表格
指导学生设计实验数据表格,并投影部分学生设计的表格,学生评价各自的优点和缺点,然后综合给出比较优化的数据表格。下表格供参考
碰撞前碰撞后
质量
m1m2m1m2
速度v1v2v1'v2'
mv
电视制作
m1v1 + m2 v2m1 v1' + m2 v2'
mv2
m1v12+ m2v22m1v1' 2+ m2v2' 2
m
v
1
1
m
v
磁疗远红外+2
2
m
v
1
1
m
v'
+2
2
m
v'
…
……
触指
四、实验探究与数据收集
指导学生安装实验装置,进行实验。
在实验期间,教师巡视指导,当学生得出数据后指导学生将实验数据填入表中
五、分析数据得出结论
根据实验数据各自讨论后组织同学归纳总结,得出结论。
最后教师展示学生的实验结果。
六课堂小结
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)。
七作业:“问题与练习”1、2题