【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.能依據(jù)已有知識(shí)合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。
2.能合理地選擇實(shí)驗(yàn)器材，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，形成結(jié)論。
3.能撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，用學(xué)過(guò)的物理術(shù)語(yǔ)、圖表等交流本實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程與結(jié)論。
4.堅(jiān)持實(shí)事求是，在合作中既能堅(jiān)持觀，點(diǎn)又能修正錯(cuò)誤。
【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】
1.教學(xué)重點(diǎn)：分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。
2.教學(xué)難點(diǎn)：設(shè)計(jì)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)方案。
【知識(shí)回顧】
一、 相互作用的兩個(gè)物體的動(dòng)量改變
1．建構(gòu)碰撞模型：
如圖中在光滑水平桌面上做勻速運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體A，B，當(dāng)B追上A時(shí)發(fā)生碰撞。碰撞后A、B的速度分別是v′1和v′2。碰撞過(guò)程中A所受B對(duì)它的作用力是F1，B所受A對(duì)它的作用力是F2。碰撞時(shí)，兩物體之間力的作用時(shí)間 ，用Δt表示。
2．推導(dǎo)過(guò)程：
(1)以物體A為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)量定理，物體A動(dòng)量的變化量等于它所受作用力F1的沖量，即
F1Δt＝ ①
(2)以物體B為研究對(duì)象，物體B動(dòng)量的變化量等于它所受作用力F2的沖量，即
F2Δt＝ ②
(3)根據(jù)牛頓第三定律可知兩個(gè)物體碰撞過(guò)程中的每個(gè)時(shí)刻相互作用力F1與F2大小相等、方向相反，故有F1＝－F2。③
(4)整理①②③得
m1v′1＋m2v′2＝ 。
3．歸納總結(jié)
兩個(gè)物體碰撞后的動(dòng)量之和 碰撞前的動(dòng)量之和。
二、動(dòng)量守恒定律
1．系統(tǒng)、內(nèi)力和外力
(1)系統(tǒng)
相互作用的兩個(gè)或幾個(gè)物體組成一個(gè)力學(xué) 。
(2)內(nèi)力
系統(tǒng) 物體間的相互作用力。
(3)外力
系統(tǒng) 的物體對(duì)系統(tǒng) 的物體的作用力。
2．動(dòng)量守恒定律
(1)內(nèi)容
如果一個(gè)系統(tǒng)不受 ，或者所受 的矢量和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。
(2)表達(dá)式
對(duì)兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，常寫(xiě)成：
p1＋p2＝ 或m1v1＋m2v2＝
(3)適用條件
系統(tǒng)不受 或者所受 之和為零。
三、動(dòng)量守恒定律的普適性
動(dòng)量守恒定律是一個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，它適用于目前為止物理學(xué)研究的 領(lǐng)域。
【自主預(yù)習(xí)】
一、實(shí)驗(yàn)思路
讓兩個(gè)物體碰撞前沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞后仍沿這條直線運(yùn)動(dòng)，創(chuàng)造條件，使系統(tǒng)所受外力的矢量和近似為0，滿足 的條件。
物理量的測(cè)量
研究對(duì)象確定后，還需要明確所需測(cè)量的物理量和實(shí)驗(yàn)器材。需要測(cè)量物體的__ __，以及兩個(gè)物體發(fā)生碰撞前后各自的__ _。物體的質(zhì)量可用__ _直接測(cè)量。
三、數(shù)據(jù)分析
選取質(zhì)量不同的兩個(gè)物體進(jìn)行碰撞，測(cè)出物體的質(zhì)量(m1，m2)和碰撞前后的速度(v1，v′1，v2，v2′)，若滿足m1v1＋m2v2＝__ __，則驗(yàn)證了碰撞前后總__ __守恒。
【課堂探究】
【新課導(dǎo)入】
1.系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件是什么？
2.系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒定律的公式是什么？
上一節(jié)課我們分別通過(guò)動(dòng)量定理和牛頓運(yùn)動(dòng)定律兩個(gè)不同的角度，理論上證明了動(dòng)量守恒定律，那么我們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)加以驗(yàn)證呢？
【新課教學(xué)】
任務(wù)一、實(shí)驗(yàn)思路
問(wèn)題：生活中什么樣的過(guò)程可以盡可能的滿足動(dòng)量守恒的條件？
任務(wù)二、物理量的測(cè)量
根據(jù)動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'，實(shí)驗(yàn)中我們需要測(cè)量哪些物理量？
2.如何測(cè)兩個(gè)物體的質(zhì)量？
3.如何測(cè)量物體碰撞前后的速度？根據(jù)你所學(xué)以往知識(shí)能說(shuō)出幾種？
任務(wù)三、數(shù)據(jù)分析
利用碰撞進(jìn)行驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律時(shí)，在數(shù)據(jù)分析上會(huì)存在哪些困難，我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)才能方便數(shù)據(jù)分析？
任務(wù)四、方案設(shè)計(jì)
方案一：研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒
實(shí)驗(yàn)器材：
請(qǐng)根據(jù)以下兩個(gè)問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：
（1）如何調(diào)整使系統(tǒng)合外力為0？
（2）實(shí)驗(yàn)得到什么樣的結(jié)果說(shuō)明系統(tǒng)動(dòng)量守恒？
實(shí)驗(yàn)步驟：
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理
如何進(jìn)行設(shè)計(jì)分析得出什么樣的結(jié)論？
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
注意事項(xiàng)
利用該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)怎樣注意哪些事項(xiàng)？
方案二：用平拋演示儀裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律
實(shí)驗(yàn)器材：
圖4
請(qǐng)根據(jù)以下兩個(gè)問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：
（1）該實(shí)驗(yàn)動(dòng)量守恒的條件是什么？
（2）實(shí)驗(yàn)得到什么樣的結(jié)果說(shuō)明系統(tǒng)動(dòng)量守恒？
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理
如何進(jìn)行設(shè)計(jì)分析得出什么樣的結(jié)論？
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
結(jié)論:
注意事項(xiàng)
利用該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)怎樣注意哪些事項(xiàng)？
方案三：?jiǎn)螖[測(cè)速驗(yàn)證動(dòng)量守恒
圖6
請(qǐng)根據(jù)以下兩個(gè)問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：
（1）該實(shí)驗(yàn)動(dòng)量守恒的條件是什么？
（2）實(shí)驗(yàn)得到什么樣的結(jié)果說(shuō)明系統(tǒng)動(dòng)量守恒？
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理
如何進(jìn)行設(shè)計(jì)分析得出什么樣的結(jié)論？
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：碰撞前兩小球的動(dòng)量之和等于碰撞后兩小球的動(dòng)量之和。
方案四：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒
實(shí)驗(yàn)器材
請(qǐng)根據(jù)以下兩個(gè)問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：
（1）如何調(diào)節(jié)使該實(shí)驗(yàn)裝置動(dòng)量守恒？
（2）實(shí)驗(yàn)得到什么樣的結(jié)果說(shuō)明系統(tǒng)動(dòng)量守恒？
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理
如何進(jìn)行設(shè)計(jì)分析得出什么樣的結(jié)論？
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，碰撞前后兩個(gè)小車的動(dòng)量守恒。
【自我測(cè)評(píng)】
1.氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦。我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì))。實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB；
b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；
c．將A、B靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上，在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕質(zhì)彈簧，用電動(dòng)卡銷鎖定；
d．用刻度尺測(cè)出滑塊A的左端至擋板C的距離L1；
e．按下電鈕放開(kāi)卡銷，同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下滑塊A、B分別到達(dá)擋板C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2。
(1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是__ __。
(2)利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是 ，上式中算得A、B兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是：
①__ __；
② 。
2.如圖所示，斜槽末端水平，小球m1從斜槽某一高度由靜止?jié)L下，落到水平面上的P點(diǎn)。今在槽口末端放一與m1半徑相同的球m2，仍讓球m1從斜槽同一高度滾下，并與球m2正碰后使兩球落地，球m1和m2的落地點(diǎn)分別是M、N。已知槽口末端在白紙上的投影位置為O點(diǎn)。則：
(1)兩小球質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)滿足___。
A．m1＝m2 B．m1>m2
C．m1

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4 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

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