高一物理动量实验探究碰撞中的不变量2教案人教版
高中物理实验：碰撞中的不变量(教案)
《实验：探究碰撞中的不变量》一、教材分析：《实验：探究碰撞中的不变量》的内容选自人教版物理选修3-5第十六章第一节的内容。
本节从探究实验引导学生了解到了碰撞过程中的一些特点，为以后动量守恒定律的学习奠定了基础，且在原子物理中也有涉及，因此本内容起着承上启下的作用。
教材通过实验情境从特殊到一般化探究，让学生体验碰撞中不变量的猜想认知过程；让学生在实验探究引导和实践中收获“不变量的猜想”成果，体验学习探究过程，了解碰撞前后物块速度的获得方法，发展对学科的兴趣与热情。
教材的核心是引导学生经历对碰撞问题的探究过程，使实验技能训练与科学探究过程有机的结合起来。
二、学情分析：通过前面模块的学习，学生已经知道物体通过相互作用而产生的运动类型，物理研究方法和遵循的一般规律，这为本节的教学奠定了一定的基础。
上节课我们学习了第二节《动量和动量定理》，对学生对不变量的猜想起到引导作用。
学生具备了初步的实验设计能力和实验操作技能；学生对物体通过碰撞从而产生的运动类型也有生活感性认知。
教师要多指导学生学习方法，使其掌握实验内涵。
三、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．3、掌握实验数据处理的方法．（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。
（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，并锻炼其思考的全面性、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。
四、重、难点：重点：1．猜想两个物体碰撞前、后保持不变的物理量可能的表达形式；2．如何合理测量物块碰撞前后的速度？3. 实验数据的处理。
《实验：探究碰撞中的不变量》教案设计
实验：探究碰撞中的不变量教案★新课标要求（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.3、掌握实验数据处理的方法.（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。
（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，并锻炼其思考的全面性、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。
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，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。
★教学重点碰撞中的不变量的探究★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：投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块、打点计时器等★课时安排1课时★教学过程（一）引入新课课件（投影片）演示：（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态（不同号的台球运动状态不同）。
（2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子.师：碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后, 速度都发生变化•例：两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接。
师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样.师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）.（二）进行新课1. 实验探究的基本思路1.1 一维碰撞师：我们只研究最简单的情况一一两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动.这种碰撞叫做一维碰撞.课件：碰撞演示如图所示，A、B是悬挂起来的钢球，把小球A拉起使其悬线与竖直线夹一角度a,放开后A球运动到最低点与B球发生碰撞，碰后B 球摆幅为B角.如两球的质量叭=咱，碰后A球静止，B球摆角B =a,这说明A B两球碰后交换了速度；如果m>m,碰后A B两球一起向右摆动；如果m<m,碰后A球反弹、B球向右摆动.师：以上现象可以说明什么问题？结论：以上现象说明A、B两球碰撞后，速度发生了变化，当A B两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同.1. 2追寻不变量师：在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度.设两个物体的质量分别为m、m,碰撞前它们速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为V i、v.规定某一速度方向为正.碰撞前后速度的变化和物体的质量m的关系，我们可以做如下猜测：(1) m1v1m2v2m1v1m2v2(2) 2m"2m" m?V2m?V2 2 2V1V2V|V2(3)m2mi m2分析:①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”.②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.2. 实验条件的保证、实验数据的测量2.1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直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动；2. 2用天平测量物体的质量；2. 3测量两个物体在碰撞前后的速度.师：测量物体的速度可以有哪些方法？生：讨论。
《实验：探究碰撞中的不变量》教案2
《实验：探究碰撞中的不变量》教案一、教材分析动量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一。
它不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用于微观物体的高速运动。
小到微观粒子，大到宇宙天体，无论内力是什么性质的力，只要满足守恒条件，动量守恒定律总是适用的。
动量守恒定律是研究粒子所必需的知识，它在生产、生活和科学技术中也得到了广泛的应用，如：喷灌装置、章鱼的运动、火箭发射等。
《普通高中物理课程标准》对于本节的要求是“探究物体弹性碰撞的一些特点。
知道弹性碰撞和非弹性碰撞。
”这便要求教师通过课堂的演示实验让学生总结出物体在弹性碰撞过程中的一些特点，并且能简单得区分出弹性碰撞和非弹性碰撞。
《实验：探究碰撞中的不变量》是人民教育出版社2005年出版的普通高中课程标准实验教科书选修3-5第一章第一节的内容。
本节从探究实验引导学生了解到了碰撞过程中的一些特点，为以后动量守恒定律的学习奠定了基础。
教材中先通过猜想假设出碰撞前后的不变量，然后结合具体实际问题，依据三个参考案例实验总结确定出不变量到底是哪些，让学生体验了探究自然规律的过程。
教材的核心是引导学生经历对碰撞问题的探究过程，使实验技能训练与科学探究过程有机的结合起来。
二、学情分析通过前面教材的学习，学生已经知道物体通过相互作用而产生的运动类型，物理研究方法和遵循的一般规律，这为本节的教学奠定了一定的基础。
高中生已经具备了初步的实验设计能力和实验操作技能，而且对物体通过碰撞这种相互作用从而产生的运动类型也有生活感性认知。
但是在探究过程中，学生对于不变量的猜想可能比较困难，这不同于以往学习中的规律猜想，如果没有一定的逻辑推导，提出物体的质量和速度的乘积是不变量是很突兀的。
教师应由浅入深，设计出符合学生认知水平的逻辑猜想台阶，让学生更好地进行总结反思和实验探究，得到正确的结论。
三、教学目标1.知识与技能(1)了解碰撞的不同类型以及一维碰撞的实验方法。
(2)知道探究碰撞中的不变量的基本思路。
实验：探究碰撞中的不变量 说课稿 教案 教学设计
实验：探究碰撞中的不变量教学目标1.知识与技能（1）了解碰撞的不同类型以及一维碰撞的实验方法。
（2）知道探究碰撞中的不变量的基本思路。
（3）知道质量改变的方法，掌握物块碰撞前后速度的测量方法。
（4）掌握实验数据的处理，合理分析实验数据与猜想相结合，并得出结论。
2.过程与方法（1）通过分析教材提供的实验方案，学习根据要求设计实验的方法。
（2）通过实验过程提高学生的动手操作能力和分析数据的能力。
（3）经历实验探究过程，发现规律，让学生认识到科学探究的意义。
3.情感态度与价值观（1）通过实验的设计，提高学生的创新意识，培养学生实事求是的科学态度，体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
（2）通过科学的实验探究，培养学生的科学探究兴趣以及主动与他人合作的精神。
教学重点及难点重点：碰撞中的不变量的探究。
难点：实验数据的采集和处理，实验方案的设计。
教学方法本节内容主要通过实验法，探究法，讨论法从实验观察现象入手，引导学生确定研究的问题，并提出猜想，进而引导学生提出多种实验方案，并按选定的实验方案收集实验数据得出结论。
教学媒体计算机，投影仪，教科书，PPT课件，实验器材,如：气垫导轨，光电计时器，滑块，打点计时器等。
教学过程1.创设情境，引入新课“实验探究碰撞中的不变量”是对于动量守恒定律的引入，教师可以结合学生原有认知结构，利用实验创设问题情境，让学生主动地得到关于碰撞前后具体的不变量。
【事件1】教师利用视频软件向学生播放一些关于碰撞的视频，例如：1．汽车相撞；2．天体星体碰撞等，激发学生探究碰撞现象的兴趣。
进而让学生列举出自己了解的碰撞实例，教师说明：碰撞是一种非常常见的现象，且种类繁多、变化多端。
【事件2】教师提出问题：生活中碰撞现象是极其普遍的，大到天体小到微观粒子。
因此，碰撞很值得我们去研究。
通过刚才的视频我们发现碰撞中物体的运动状态总是要改变的，那么物体的运动状态的改变有什么规律呢？今天我们就一起来探究这个问题。
“实验探究碰撞中的不变量”创新教学设计
“实验探究碰撞中的不变量”创新教学设计实验名称：探究碰撞中的不变量实验目的：通过实验探究碰撞中的动量和动能在碰撞前后的变化情况，探究碰撞中的不变量。
实验材料：1.弹性碰撞小车（或其他碰撞实验装置）2.直尺3.计时器4.实验记录表格实验步骤：1.将弹性碰撞小车放在光滑水平桌面上，用直尺测量小车的初始速度并记录。
2.在小车前方的其中一固定位置放置一障碍物，并记录小车和障碍物的相对位置。
3.推动小车，记录小车碰撞障碍物前的速度和碰撞后的速度。
4.通过计算和观察得出碰撞前后的动量和动能的变化情况。
5.填写实验记录表格，包括碰撞前后速度、动量和动能的数据。
6.反复进行实验，改变碰撞物体的质量、形状等条件，观察不同条件下碰撞中的不变量。
实验结果与分析：通过多次实验，我们得出了以下结论：1.动量守恒定律：在碰撞中，碰撞物体的总动量在碰撞前后保持不变。
2.动能守恒定律：在完全弹性碰撞中，碰撞前后物体的总动能保持不变；在非完全弹性碰撞中，动能可能会转化为其他形式的能量，但总能量依然守恒。
3.碰撞中的不变量：碰撞中的动量和动能是不变量，无论碰撞条件如何改变，总动量和总动能在碰撞前后保持不变。
实验结论：本实验通过探究碰撞中的动量和动能变化情况，揭示了碰撞中的不变量：动量和动能。
碰撞过程中，总动量和总动能是守恒的，即碰撞前后保持不变。
这一结论对于理解动量守恒和能量守恒定律具有重要意义，也对碰撞过程中能量转化和守恒规律有了深入的认识。
通过本实验，我深刻领悟了实验的重要性和理论与实践的结合。
希望通过实验这一形式，让学生在实践中学习，深入理解物理规律，并激发他们对科学的兴趣和探索精神。
愿学生们能在实验中收获知识，不断探索、发现和创新！。
实验探究碰撞中的不变量教案设计
实验探究碰撞中的不变量教案设计教案设计：探究碰撞中的不变量一、教学目标1.了解碰撞中的动量守恒定律及其应用；2.了解碰撞中的动能守恒定律及其应用；3.掌握碰撞中的不变量的计算方法；4.培养学生分析和解决实际问题的能力。
二、教学准备1.教具：小球、弹簧、运动轨道、计时器等；2.教材：教科书相关章节、课外资料、实验报告等。
三、教学过程【引入】1.显示一个小球和一个弹簧，让学生观察小球在弹簧上的运动；2.引导学生思考：在碰撞过程中，有哪些物理量是不变的？3.引导学生回顾并总结动量和动能的定义。
【探究】1.实验一：弹簧碰撞法a.布置实验任务：利用弹簧进行碰撞实验，观察碰撞前后的物理量变化。
b.学生完成实验，并记录实验数据。
c.学生分析数据并得出结论：在碰撞过程中，动量守恒，动能守恒。
d.教师引导学生推导动量守恒定律和动能守恒定律的数学表达式。
2.实验二：小球碰撞法a.布置实验任务：利用小球进行碰撞实验，观察碰撞前后的物理量变化。
b.学生完成实验，并记录实验数据。
c.学生分析数据并得出结论：在碰撞过程中，动量守恒，动能守恒。
d.教师引导学生通过动量和动能的计算，验证碰撞中的不变量。
3.实验三：运动轨迹法a.布置实验任务：利用运动轨道进行碰撞实验，观察碰撞前后的物理量变化。
b.学生完成实验，并记录实验数据。
c.学生分析数据并得出结论：在碰撞过程中，动量守恒，动能守恒，并通过运动轨迹的变化研究不同类型碰撞形式的规律。
d.教师指导学生认识不同类型碰撞所遵循的不变量。
【归纳】1.教师引导学生归纳总结碰撞中的不变量：动量、动能；2.教师解释和概括碰撞中的不变量及其应用。
【练习】1.教师提出一些碰撞实际问题，并让学生分组进行讨论和解决；2.每组向全班汇报讨论结果。
【拓展】1.教师提供一些更复杂的碰撞问题，让有兴趣的学生进行探究，并向全班分享；2.鼓励学生了解碰撞在实际生活和工程中的应用。
四、教学反思通过本节课的实验和讨论，学生从实验中直观地观察到碰撞过程中的动量和动能守恒，并掌握了碰撞中的不变量的计算方法。
人教版高中物理选择性必修1第1章第1节实验探究碰撞中的不变量动量教学设计
人教版高中物理选择性必修1第1章第1节实验：探究碰撞中的不变量—动量教学设计讲授新课一、寻求实验中的不变量思考：碰撞有什么特点呢？碰撞的特点:1、相互作用时间极短；2、相互作用力极大，即内力远大于外力；3、速度都发生变化．思考讨论：(1)用两根长度相同的线绳,分别悬挂两个完全相同的钢球A、B,且两球并排放置，拉起A球，然后放开，球与静止的B球发生碰撞。
可以看到,碰撞后A球停止运动而静止, B球开始运动，最终摆到和A球拉起时同样的高度。
(2)将上面的A球换成大小相同的C球，使C 球的质量大于B球，拉起C球至某一高度后释放，撞击静止的B球。
可以看到，碰撞后B球获得较大的速度，摆起的最大高度大于C球被拉起时的高度。
为什么会发生这样的现象呢?思考总结碰撞的特点。
结合实验现象，总结实验规律，提出实验猜想。
提高学生思考观察的能力。
采用问题的方式，增加学生对实验的思考深度。
实验如图,两辆小车都放在滑轨上，用一辆运动的小车碰撞一辆静 止的小车，碰撞后两辆小车粘在一起运动。
小车的速度用滑轨上的光电计时器测量。
下表中的数据是某次实验时采集的。
其中, m1是运动小车的质量, m2是静止小车的质量; v 是运动小车碰撞前的速度，v' 是碰撞后两辆小车的共同速度。
思考讨论：①计算比较碰撞前后两辆小车动能之后是否变化;②计算比较碰撞前后两辆小阵质量与速度的乘积之和是否变化。
结论：11221122m m m 'm '+=+v v v v在碰撞前后系统各部分的“mv ”（矢量，要考虑方向）的总和是一个定值，我们给“mv ”一个名称叫动量P 。
二、动量1. 定义：在物理学中，把物体的质量 m 和速度 ʋ的乘积叫做物体的动量 p ，用公式表示为p = m ʋ2. 单位：结合思考问题，梳理实验方法和步骤。
回顾梳理学习过的测量速度的方法。
总结测速方法，提高学生的知识归纳总结能力。
学生动手实验，提高学生的实验操作能力。
高一物理动量实验探究碰撞中的不变量教案人教版
选修3-5 第十六章 动量守恒定律§16.1 实验：探究碰撞中的不变量第一课时[目的要求]通过这节课的学习，让学生掌握科学探究的思维方法，从最简单的关系开始寻找，利用身边的资源及已学过的原理，来完成该实验的探究过程。
[重难点分析]一、重点本节课的重点在于如何让学生掌握科学探究的方法。
如何真正实现探究的过程。
二、难点本节课的难点在于，如何启发学生利用身边的一切可利用资源，来自行设计可行性较强的实验方案。
[新课教学]一、新课引入碰撞是自然界中常见的现象。
比如，两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞相连，台球由于两球的碰撞而改变运动状态。
两个迎面而来的人相撞后会相仰而倒，或者各自后退。
在微观粒子之间，更是由于相互碰撞而改变能量，甚至由于撞击而使得一种粒子转化为其他粒子。
二、新课教学由很多例子可知，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变化也不一样。
那么，碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？这节课主要介绍研究这个问题的实验。
（一）实验的基本思路研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。
这种碰撞叫做一维碰撞。
思考一下，在一维碰撞的情况下，与物体有关的物理量有哪些？（学生答：质量m ，速度v ）为什么与质量m 有关？（学生答：相互作用力下，质量越大的物体速度改变越慢）设两物体质量分别为m 1、m 2，碰撞前速度分别为v 1、v 2，碰撞后速度分别为1v '、2v '。
速度为矢量，因而需规定正方向。
问题是：物体的质量和速度在碰撞前后有什么不变的关系？质量必定是不变的，但质量只是惯性的量度，无法描述物体的运动状态。
而速度却是在碰撞前后改变的，那么，可否有一个物理量为质量与速度的某种关系，却又恰好能在碰撞前后保持不变呢？可能关系： ①22221122221121212121v m v m v m v m '+'=+ →这个关系不可能。
《实验探究碰撞中的不变量》教学设计
《实验探究碰撞中的不变量》教学设计一、教学目标：1.了解碰撞中的动能守恒和动量守恒定律；2.掌握用动量定律和动能定律解决碰撞问题的方法；3.锻炼学生的科学思维和动手能力。
二、教学准备：1.实验设备：弹簧测量仪、小车、弹簧、精密天平等；2.实验材料：木块等；3.实验环境：宽敞明亮的实验室；4.实验内容：碰撞中的不变量；5.实验指导书：详细记录实验过程和结果。
三、教学过程：1.引入：通过举例介绍碰撞中的不变量，引导学生了解碰撞过程中的能量变化和动量变化；2.实验前准备：清除实验环境，准备好实验设备和材料；3.实验步骤：（1）将弹簧测量仪固定在桌面上，将小车放在弹簧上；（2）调整弹簧测量仪的位置，使其可以测量小车的动量和动能；（3）给小车一个初速度，让其碰到墙上，记录碰撞前后小车的动量和动能；（4）反复进行实验，改变小车的质量和初速度，分析结果；（5）通过实验数据，探究碰撞中的不变量。
4.结论总结：根据实验数据和分析结果，总结出碰撞中的动量守恒和动能守恒定律，并进行讨论。
5.实验总结：学生可以用笔记本记录实验过程和结果，总结出实验的结论和启示，加深对碰撞中的不变量的理解。
四、实验结果分析：1.实验数据：根据实验结果，可以得出碰撞中的动量和动能确实是守恒的；2.结论讨论：学生可以通过讨论实验结果，解释碰撞中的不变量是如何起作用的，深入理解碰撞的物理规律。
五、拓展延伸：1.学生可以尝试设计不同类型的碰撞实验，探究碰撞中的不同现象；2.学生可以通过电脑模拟软件来模拟碰撞过程，加深对碰撞物理规律的理解；3.学生可以展开碰撞实验的研究，探索碰撞的更多规律和应用。
六、课堂反思：1.实验设计：实验设计是否合理、有效，是否能有效引导学生探究碰撞中的不变量；2.实验过程：实验中是否出现问题，学生是否能独立思考、解决问题；3.实验结果：实验结果是否符合理论预期，学生是否能正确理解和分析实验结果；4.实验效果：学生对碰撞中的不变量是否有了更深入的认识，是否提高了科学思维和动手能力。
实验：探索碰撞中的不变量 说课稿 教案 教学设计
结论：以上现象说明A 、B 两球碰撞后，速度发生了变化，当A 、B 两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同．1．2 追寻不变量师：在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度．设两个物体的质量分别为m 1、m 2，碰撞前它们速度分别为v 1、v 2，碰撞后的速度分别为1v '、2v '． 规定某一速度方向为正．碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系，我们可以做如下猜测：（1）22112211v m v m v m v m '+'=+ （2）222211222211v m v m v m v m '+'=+ （3）22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析：①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”． ②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．2．实验条件的保证、实验数据的测量2．1 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直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动;2．2 用天平测量物体的质量；2．3 测量两个物体在碰撞前后的速度．师：测量物体的速度可以有哪些方法？生：讨论。
总结：速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件．课件：参考案例――一种测速原理如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L．气垫导轨上黄色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．当挡光板穿入时，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，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t．[例1]利用如图16-1-6所示的实验装置，可探究碰撞中的不变量，由于小球的下落高度是定值，所以，小球落在地面上的水平位移就代表了平抛运动时水平初速度的大小，这样碰前速度和碰后速度就可以用平抛运动的水平位移来表示。
高中物理人教版教学案：第十六章 第1节 实验：探究碰撞中的不变量
第1节实验：探究碰撞中的不变量一、实验目的1．明确探究物体碰撞中的不变量的基本思路。
2．探究一维碰撞中的不变量。
二、实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量m 和碰撞前后物体的速度v 、v′，找出碰撞前的动量p ＝m 1v 1＋m 2v 2及碰撞后的动量p′＝m 1v 1′＋m 2v 2′，看碰撞前后动量是否守恒。
[实验方案一] 利用气垫导轨完成一维碰撞实验[实验器材]气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。
图1611[实验步骤]1．测质量：用天平测出滑块质量。
2．安装：正确安装好气垫导轨。
3．实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量。
②改变滑块的初速度大小和方向)。
4．验证：一维碰撞中的动量守恒。
[数据处理]1．滑块速度的测量：v ＝Δx Δt，式中Δx 为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间。
2．验证的表达式：m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′[实验方案二] 利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验[实验器材] 带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。
[实验步骤]1．测质量：用天平测出两小球的质量m 1、m 2。
2．安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。
3．实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。
图16124．测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度。
5．改变条件：改变碰撞条件，重复实验。
6．验证：一维碰撞中的动量守恒。
[数据处理]1．摆球速度的测量：v＝2gh，式中h为小球释放时(或碰撞后摆起的)高度，h可用刻度尺测量(也可由量角器和摆长计算出)。
2017年秋人教版高中物理精选教案：16.1 实验：探究碰撞中的不变量
第一节实验：探究碰撞中的不变量教学目标：（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。
3、掌握实验数据处理的方法。
（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。
（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，并锻炼其思考的全面性、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。
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，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。
教学重点：碰撞中的不变量的探究。
教学难点：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：投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块等。
教学过程：（一）引入新课课件演示：（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态。
（2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子。
碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化。
两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样。
物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）。
（二）新课教学 1、实验探究的基本思路师：我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动．这种碰撞叫做一维碰撞． 课件：碰撞演示如图所示，A 、B 是悬挂起来的钢球，把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ，放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞，碰后B 球摆幅为β角。
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
1 / 2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？m 1 v 1 + m 2v 2 = m 1 v 1’ + m 2 v 2’ ？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？m 1 v 12+ m 22 = m 1 v 1’2 + m 2 v 2’2 ？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？11m v +22m v = 11m v '+22m v ' ？ ……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。
●……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。
2019-2020学年人教版选修3-5 16.1实验：探究碰撞中的不变量 教案
1 实验：探究碰撞中的不变量一、实验目的1．明确探究碰撞中的不变量的基本思路．2．探究一维碰撞中的不变量．二、实验原理1．碰撞中的特殊情况——一维碰撞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．2．追寻不变量在一维碰撞的情况下，与物体运动有关的物理量只有物体的质量和物体的速度，设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1′、v2′.如果速度与规定的正方向一致，则速度取正值，否则取负值．依据猜想与假设，通过实验探究寻找碰撞前后的不变量，可能是下列的哪些关系？(1)可能是质量与速度的乘积，即m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.(2)可能是质量与速度的二次方的乘积，即m1v21＋m2v22＝m1v1′2＋m2v2′2.(3)也许是物体的速度与质量的比值，即v1m1＋v2m2＝v1′m1＋v2′m2.…探究以上各关系式是否成立，关键是准确测量碰撞前后的速度v 1、v2、v1′、v2′.因此，利用气垫导轨和与之配套的光电计时装置，可保证两物体碰撞是一维碰撞，并可比较准确地测量出碰撞前后的速度．3．实验方案设计方案一：用气垫导轨完成两个滑块的一维碰撞实验装置如图所示：(1)质量的测量：用天平测量质量．(2)速度的测量：利用公式v ＝ΔxΔt ，式中Δx 为滑块(挡光片)的宽度，Δt 为计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门时对应的时间．(3)利用在滑块上增加重物的方法改变碰撞物体的质量． (4)实验方法．①用细线将弹簧压缩，放置于两个滑块之间，并使它们静止，然后烧断细线，弹簧弹开，两个滑块随即向相反方向运动(图甲)．②在两滑块相碰的端面上装上弹性碰撞架(图乙)，可以得到能量损失很小的碰撞．③在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个滑块连成一体运动(图丙)，这样可以得到能量损失很大的碰撞．方案二：利用等长悬线悬挂等大小的小球实现一维碰撞 实验装置如图所示：(1)质量的测量：用天平测量质量．(2)速度的测量：可以测量小球被拉起的角度，根据机械能守恒定律算出小球碰撞前对应的速度；测量碰撞后两小球分别摆起的对应角度，根据机械能守恒定律算出碰撞后对应的两小球的速度．(3)不同碰撞情况的实现：用贴胶布的方法增大两小球碰撞时的能量损失． 方案三：利用小车在光滑长木板上碰撞另一辆静止的小车实现一维碰撞 实验装置如图所示：(1)质量的测量：用天平测量质量． (2)速度的测量：v ＝ΔxΔt，式中Δx 是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量．Δt 为小车经过Δx 所用的时间，可由打点间隔算出．这个方案适合探究碰撞后两物体结合为一体的情况．(3)碰撞的实现：两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥．三、实验器材方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧、细线、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等．方案二：带细线的摆球(两个)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等．方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥等．四、实验步骤不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下：1．用天平测量相关碰撞物体的质量m1、m2.2．安装实验装置．3．使物体发生一维碰撞．4．测量或读出碰撞前后相关的物理量，计算对应的速度．5．改变碰撞条件，重复步骤3、4.6．进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的“不变量”．7．整理器材，结束实验．五、数据处理将实验中测得的物理量填入下表，填表时需注意物体碰撞后运动的速度与原来的方向相反的情况．1．系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即： (1)碰撞是否为一维碰撞．(2)实验中是否合理控制实验条件，如气垫导轨是否水平，两球是否等大，长木板实验时是否平衡摩擦力．2．偶然误差：主要来源于对质量m 和速度v 的测量． 七、注意事项1．前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”． 2．方案提醒：(1)若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平．(2)若利用摆球进行实验，两小球静止时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内．(3)若利用长木板进行实验，可在长木板的一端下垫一小木片用以平衡摩擦力． 3．探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变.【例1】 某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成．(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气； ③接通光电计时器；④把滑块2静止放在气垫导轨的中间；⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧有固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动；⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为：滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1＝10.01 ms，通过光电门2的挡光时间Δt2＝49.99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3＝8.35 ms；⑧测出挡光片的宽度d＝5 mm，测得滑块1(包括撞针)的质量为m1＝300 g，滑块2(包括弹簧)质量为m2＝200 g.(2)数据处理与实验结论：①实验中气垫导轨的作用是：A.___________________，B．________________.②碰撞前滑块1的速度v1为________m/s；碰撞后滑块1的速度v2为________m/s；滑块2的速度v3为________m/s；(结果保留两位有效数字)③在误差允许的范围内，通过本实验，同学们可以探究出哪些物理量是不变的？通过对实验数据的分析说明理由．(至少回答2个不变量)a．_______________________________________________；b．______________________________________________.[解析](2)①A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．B．保证两个滑块的碰撞是一维的．②滑块1碰撞前的速度v1＝dΔt1＝5×10－310.01×10－3m/s≈0.50 m/s；滑块1碰撞后的速度v2＝dΔt2＝5×10－349.99×10－3m/s≈0.10 m/s；滑块2碰撞后的速度v3＝dΔt3＝5×10－38.35×10－3m/s≈0.60 m/s；③a.系统碰撞前后质量与速度的乘积之和不变．原因：系统碰撞前的质量与速度的乘积m1v1＝0.15 kg·m/s，系统碰撞后的质量与速度的乘积之和m1v2＋m2v3＝0.15 kg·m/sb．碰撞前后总动能不变．原因：碰撞前的总动能E k1＝12m1v21＝0.037 5 J碰撞后的总动能E k2＝12m1v22＋12m2v23＝0.037 5 J所以碰撞前后总动能相等．[答案](2)①A.大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．B．保证两个滑块的碰撞是一维的．②0.500.100.60③a.系统碰撞前、后质量与速度的乘积之和不变b．碰撞前后总动能不变【例2】某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验，在小车A的前端粘有橡皮泥，设法使小车A做匀速直线运动，然后与原来静止的小车B相碰并黏在一起继续做匀速运动，如图甲所示．在小车A的后面连着纸带，电磁打点计时器的打点频率为50 Hz.甲(1)若已得到打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间的距离．则应选图中__________段来计算A碰前的速度，应选________段来计算A和B碰后的速度．乙(2)已测得小车A的质量m A＝0.40 kg，小车B的质量m B＝0.20 kg，则由以上结果可得碰前m A v A＋m B v B＝______kg·m/s，碰后m A v A′＋m B v B′＝______kg·m/s.(3)从实验数据的处理结果来看，A、B碰撞的过程中，可能哪个物理量是不变的？[解析](1)因为小车A与B碰撞前、后都做匀速运动，且碰后A与B黏在一起，其共同速度比A原来的速度小．所以，应选点迹分布均匀且点距较大的BC 段计算A碰前的速度，选点迹分布均匀且点距较小的DE段计算A和B碰后的速度．(2)由题图可知，碰前A 的速度和碰后A 、B 的共同速度分别为：v A ＝10.50×10－20.02×5m/s ＝1.05 m/sv A ′＝v B ′＝6.95×10－20.02×5m/s ＝0.695 m/s故碰撞前：m A v A ＋m B v B ＝0.40×1.05 kg·m/s ＋0.20×0 kg·m/s ＝0.420 kg·m/s 碰撞后：m A v A ′＋m B v B ′＝(m A ＋m B )v A ′＝(0.40＋0.20)×0.695 kg·m/s ＝0.417 kg·m/s.(3)数据处理表明，m A v A ＋m B v B ≈m A v A ′＋m B v B ′，即在实验误差允许的范围内，A 、B 碰撞前后总的物理量m v 是不变的．[答案] (1)BC DE (2)0.420 0.417 (3)见解析。
【免费下载】实验探究碰撞中的不变量教学设计
《实验：探究碰撞中的不变量》教学设计姓名：公利圆学号：2012412337班级：物二《实验：探究碰撞中的不变量》教学设计（依据：教育部《普通高中物理课程标准》选修3-5模块）1、教材分析动量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一。
它不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用于微观物体的高速运动。
小到微观粒子，大到宇宙天体，无论内力是什么性质的力，只要满足守恒条件，动量守恒定律总是适用的。
动量守恒定律是研究粒子所必需的知识，它在生产、生活和科学技术中也得到了广泛的应用，如：喷灌装置、章鱼的运动、火箭发射等。
《普通高中物理课程标准》对于本节的要求是“探究物体弹性碰撞的一些特点。
知道弹性碰撞和非弹性碰撞。
”这便要求教师通过课堂的演示实验让学生总结出物体在弹性碰撞过程中的一些特点，并且能简单得区分出弹性碰撞和非弹性碰撞。
《实验：探究碰撞中的不变量》是人民教育出版社2005年出版的普通高中课程标准实验教科书选修3-5第一章第一节的内容。
本节从探究实验引导学生了解到了碰撞过程中的一些特点，为以后动量守恒定律的学习奠定了基础。
教材中先通过猜想假设出碰撞前后的不变量，然后结合具体实际问题，依据三个参考案例实验总结确定出不变量到底是哪些，让学生体验了探究自然规律的过程。
教材的核心是引导学生经历对碰撞问题的探究过程，使实验技能训练与科学探究过程有机的结合起来。
2、学情分析通过前面教材的学习，学生已经知道物体通过相互作用而产生的运动类型，物理研究方法和遵循的一般规律，这为本节的教学奠定了一定的基础。
高中生已经具备了初步的实验设计能力和实验操作技能，而且对物体通过碰撞这种相互作用从而产生的运动类型也有生活感性认知。
但是在探究过程中，学生对于不变量的猜想可能比较困难，这不同于以往学习中的规律猜想，如果没有一定的逻辑推导，提出物体的质量和速度的乘积是不变量是很突兀的。
教师应由浅入深，设计出符合学生认知水平的逻辑猜想台阶，让学生更好地进行总结反思和实验探究，得到正确的结论。
高考物理总复习专题二动量与动量守恒定律2.1实验：探究碰撞中的不变量学案新人教版
2.1 实验：探究碰撞中的不变量一、实验目的1.领会探究碰撞中不变量的基本思路。
2.探究一维碰撞中的不变量。
二、实验原理 1.实验猜想在一维碰撞的前提下，设两个物体的质量分别为m 1、m 2，碰撞前它们的速度分别为v 1、v 2，碰撞后的速度分别为v 1′、v 2′，规定某一速度方向为正。
碰撞前后速度和物体的质量的关系，我们可以做如下猜测： (1)m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′ (2)m 1v 21＋m 2v 22＝m 1v 1′2＋m 2v 2′2(3)v 1m 1＋v 2m 2＝v 1′m 1＋v 2′m 2(4)……上面的关系式中哪一个是成立的？ 2.实验方案方案(一)：利用气垫导轨完成一维碰撞实验。
方案(二)：利用等长悬线悬挂等大的小球完成一维碰撞实验。
方案(三)：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验。
方案(四)：利用等大的小球做平抛运动完成一维碰撞实验。
四方案相同点：用天平测物体的质量。
四方案不同点：速度的测量方式不同。
方案(一)：利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度。
方案(二)：可以通过测量小球碰撞前后摆起的角度，算出碰撞前后对应小球的速度。
方案(三)：通过纸带上两计数点间的距离及时间，由v ＝ΔxΔt算出速度。
方案(四)：根据平抛运动知识，将速度的测量转化为长度的测量，用小球碰撞前后落地距离替代碰撞前后的速度。
三、实验器材方案(一)：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。
方案(二)：带细线的小球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。
方案(三)：光滑长木板、交流电源、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥、刻度尺等。
方案(四)：斜槽，两个大小相等、质量不同的小球，重垂线，复写纸，白纸，天平，刻度尺，圆规，三角板等。
四、实验过程 1.实验设计方案(一)：利用气垫导轨使两滑块发生一维碰撞。
探究碰撞中不变量教案
探究碰撞中不变量教案教案标题：探究碰撞中不变量教案教案目标：1. 了解碰撞中的不变量概念；2. 探究碰撞中不变量的计算方法；3. 通过实验和讨论，理解碰撞中不变量的物理意义；4. 发展学生的实验设计和科学思维能力。
教案步骤：引入活动：1. 通过展示一个碰撞的视频或图片，引发学生对碰撞的兴趣，并提出问题：“在碰撞中，有哪些物理量保持不变呢？”知识讲解：2. 介绍碰撞中的不变量概念，如动量、动能、总机械能等，并解释其物理意义。
实验设计：3. 分组让学生设计一个简单的碰撞实验，以探究碰撞中的不变量。
要求学生明确实验目的、所需材料和步骤，并进行预测。
实验操作：4. 学生按照设计好的实验步骤进行实验，并记录实验数据。
数据分析：5. 引导学生分析实验数据，计算碰撞前后的不变量数值，并进行比较。
讨论与总结：6. 学生在小组内讨论实验结果，总结碰撞中的不变量特点，并回答以下问题：a. 在实验中，哪些物理量保持不变？为什么？b. 不同碰撞情况下，不变量的数值有何变化？c. 不变量对于碰撞的结果有何影响？拓展应用：7. 提供更复杂的碰撞情况，让学生尝试应用不变量概念解决问题，并讨论解决思路和方法。
作业布置：8. 布置作业，要求学生独立完成一个与碰撞中不变量相关的问题，并写出解决思路和方法。
教学反思：9. 教师对学生的实验设计、数据分析和讨论进行评价，并提供反馈和指导，以促进学生的进一步学习和提高。
教学资源：- 碰撞视频或图片- 实验材料：小球、轨道、测量工具等- 实验记录表格- 计算器或电脑教学评估：- 学生实验设计和实验操作的准确性和完整性- 学生对碰撞中不变量的理解和应用能力- 学生在讨论中的参与度和贡献程度- 学生作业的完成情况和解决问题的思路。
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1．实验：探究碰撞中的不变量
一、教学目标：
1、知识与技能
（1）通过实验使学生了解到两个物体碰撞前后，它们各自的质量与自己速度的乘积之和是不变的
（2）进一步熟悉气垫导轨和光电计时器的工作原理和使用方法
2、过程与方法
（1）体验用实验探究碰撞中的不变量的过程与方法
（2）通过学生分组实验，亲自参与教学，增强学生的动手能力和实验能力
3、情感态度与价值观
（1）增强学生的协作意识
（2）培养学生尊重事实，实事求是的科学研究作风
二、教学重点、难点
教学重点：探究碰撞中的不变量
教学难点：寻找的不变量必须是在不同的碰撞情况下都不改变，因此要设计一种可行性较大的实验，探究普遍规律
三、设计思路
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。
本节教学设计的基本过程如下：通过演示实验，观察两个小球碰撞前后运动的变化，引出思考，提出问题；学生分组讨论，设计实验方案，教师归纳指导；学生自主探究，协作学习，从实验数据中归纳出碰撞中的不变量；教师作适当点评和总结。
整个过程教师是一个引导者和参与者，引导学生交流讨论和实践，鼓励学生的创新精神，充分重视在学生的探究过程中情感、态度与价值观的培养，重视学生能力的培养。
四、教学资源
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）
五、教学过程
通过演示可以看到：。