1.4 实验：验证动量守恒定律 教学设计（表格式）

实验：验证动量守恒定律 教学目标 1. 加深对平抛运动规律和动量守恒定律的理解 2.学会并掌握用物理量替代的方法和技巧进行实验研究 3.会分析实验中的注意事项 教学重点： 1、实验方案的设计、实验数据的处理 2. 实验中注意事项的分析 教学难点： 1. 实验方案的设计、实验数据的处理 2. 实验中注意事项的分析 教学过程 设计意图 课题的引入 教师：前面我们从理论推导得到动量守恒定律，即如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律。表达式为。这节课我们将利用斜槽末端两个小球的正碰来验证动量守恒定律。 回忆动量守恒定律，说明本节任务，明确学习目标 实验原理 入射小球和被碰小球在斜槽末端发生一维正碰，碰前瞬间的速度为，碰后瞬间入射小球的速度为的速度为。所以需要验证，但由于瞬时速度不易测量，故将速度测量转化为长度测量。小球离开斜槽末端均做高度相同的平抛运动，运动时间相同，所以,所以动量守恒的验证式为。 由验证动量守恒定律的守恒式，变为验证转化式，测量更简单 三、实验仪器的组装 教师：清楚实验原理之后，我们来完成实验仪器的组装。 这是水平支架，将斜槽固定在支架上，在斜槽末端正下方系上重垂线。调节水平轴，使斜槽末端的切线保持水平。如果已经调整水平，小球在斜槽末端将不再运动。 把铺上白纸的木板平放在水平地面上，并在白纸上记下重垂线的指示位置，记为。再在白纸上铺上复写纸。注意只有调整斜槽末端水平，小球离开斜槽，才会做平抛运动。 播放实验仪器组装的实验视频，一步一步的操作，更形象直观。而且边操作边讲解，更易理解 四、实验操作 教师：下面我们来进行实验的操作。 测小球的半径与质量 用游标卡尺分别测出两小球的直径，并记录数据。注意小球大小一定要相同，只有相同，小球才会完成对心正碰。用天平分别测出两小球的质量，并把质量大的做为入射小球，记为，质量较小的做为被碰小球，记为，记录数据。（若把质量较小的做为入射小球，在发生碰撞时，入射小球将会反方向运动，无法记录飞行距离。） 记录入射小球飞行的水平位置 让入射小球从斜槽上同一高度处由静止滚下，到斜槽末端时速度为,后落到复写纸上，重复10次，小球在白纸上留下一组落地的痕迹，记作P. 记录两球碰后各自飞行的水平位置 将被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽上同一高度由静止滚下，使两球发生正碰，离开斜槽末端速度分别为,重复10次，入射小球在白纸上留下一组落地痕迹，记作M，被碰小球在白纸上留下一组落地痕迹，记作N。 测小球直径和质量时，属于基础测量，用图片显示。入射小球单独运动和两球碰撞运动分别播放操作视频，使学生更易理解，同样采用边播放边讲解的方式 五、点迹处理及分析 教师：经过实验，我们得到以一张有印记的纸。 教师：用圆规画尽可能小的圆，把小球的落点圈在各自的圆里面，圆心就是落点的平均位置,表示为。 教师：连接为入射小球没有发生碰撞时的水平距离；连接和，为入射小球和被碰小球发生碰撞后各自的水平距离。如果发现、和不在同一条直线，说明不是正碰，需重新做实验。 教师：动量守恒的表达式可转化为验证式.将所得的数据代入以上表达式，若左右相等，即可证明小球碰撞过程中系统动量是守恒的。 本部分在进行系统动量守恒的验证时，采用转换的方法，使测量更简单。 六、实验拓展 教师：请同学们根据老师的讲解进行实验并完成实验报告吧！当然，我们还可以通过其他的办法来测量物体碰撞前后的速度，大家想一想，你能不能提出新的实验方案？（播放气垫导轨验证动量守恒，讲解其他方法）期待大家的答案。这节课就到这里，同学们，再见。 本实验不止一种实验方案，这样的设计有利于学生打开思路，进行新的思考，而且播 ... ...