高中物理创新试验说课-验证二维碰撞的动量守恒

1、验证二维碰撞的动量守恒、使用教材人教版高中物理高三普通高中课程标准实验教科书物理选修3-5第十六章第4节碰撞。二实验器材：碰撞演示仪（带两个轨道），如图1所示：两小球从轨道上滑下可做二维碰撞，改变释放的高度能够改变碰撞时速度的大小，调整轨道夹角就改变碰撞时速度的方向，用有机 玻璃做台面减小摩擦，台面下面是三个调平旋钮。图1水平仪、多个小球、天平、数码相机、tracker影像处理软件（处理数据）三、实验创新要点.教材中没有二维碰撞的演示或探究实验，该实验便是创新；.实验器材能做到小球以不同大小和方向的速度发生斜碰；.将tracker软件引入到高中物理之中，用它测速度，解决了速度测量这一难题；.直

2、观反映系统质心的运动。四、实验原理动量守恒定律 m1Vi - m2v2 = m1vl - mtV2 ,二维碰撞需要验证两个分量式：miMx m2V2xm2V2x、叫也 m2V2y = mMy m2V2y五、实验教学目标（一）知识与技能.能通过实验验证二维碰撞的动量守恒；.学会使用tracker软件研究物理问题；.通过实验的分析与操作，提高学生分析问题、解决问题的能力（二）过程与方法组织学生进行实验探究，在探究过程中渗透图象法等科学方法，在探究中培养学生在 生活中发现物理问题的意识。（三）情感态度与价值观使学生经历科学探究的过程，体验成功的喜悦，激发学生学习的兴趣；与小组成员的 相互协作培养学生

3、团队合作的精神。六、实验教学内容.实验原理：动量守恒定律。.实验方案：自制教具完成多组实验，tracker软件测速度，并进行数据处理。.实验步骤.具体操作.数据处理.误差分析七、实验教学过程（一）新课引入前一节课学习了一维碰撞，而日常生活中见到更多的碰撞是二维碰撞：例如台球游戏、 冰壶碰撞、高能粒子碰撞，这节课通过实验验证二维碰撞的动量守恒。（二）新课教学.实验原理动量守恒定律：动量守恒定律 用。- m2v2 =m1。，m2v2 ,二维碰撞需要验证两个分量式：mlMxm2V2x =mivixm2v2x miViym2V2y= gViy.m2V2yO.需要测量的物理量两个球质量m1、m2,若用两

4、个完全相同的小球，便不需要测质量；两个球碰前的速度 v1、v2,碰后速度V/、v2o.测量方法质量：天平；速度：利用相机拍摄视频 +tracker影像处理功能测量出小球碰前和碰后的速度。.实验器材碰撞演示仪（带两个轨道）、水平仪、多个小球、天平、数码相机、tracker影像处理软件（处理数据）.实验步骤（1）调水平：调节实验台面下面几个调平旋钮，保证表面水平，如图 2所示，要求小球 放到任何一个位置均能保持静止；图2（2）两球碰撞，相机记录：将两球从两滑轨上某一高度由静止释放释放，发生非对心碰撞，用相机记录此碰撞过程。拍摄四组碰撞视频：质量相等动碰静（图3）、质量相等动碰动（大角度）（图 4）

5、、质量相等动碰动（小角度）（图5）、质量不等动碰动（图 6）;图3图4图5图6（3）tracker软件测坐标：将相机拍摄好的视频导入到tracker软件中，tracker追踪得到碰前和碰后两小球任何时刻的坐标；（4）数据处理：拟合位置时刻图，根据斜率求出小球x、y方向的速度，记录在表格之中，带入动量守恒定律中验证；记录数据使用的表格质量相等动碰静vix(m/s- )v 1x (m/s-1)v 2x (m/s-1)viy (m/s-1)v 1y (m/s-1)v 2y (m/s-1)质量相等动碰动（大角度）v1x(m/s-)v2x(m/s-)v 1x (m/s-)v2x (m/s-)-1v1y

6、(m/s )-1v2y (m/s ):-1-v 1y (m/s ):-1-v 2y (m/s )质量相等改变速度夹角(小角度)v1x(m/s-)v2x(m/s-1)v 1x (m/s-1)v2x (m/s-1)v1y (m/s-1)v2y (m/s-1)v 1y (m/s-1)v 2y (m/s-1)质量不等动碰动mi=m2=v1x(m/s 1)v2x(m/s 1)v 1x (m/s 1)v 2x (m/s 1)v1y (m/s-1)v2y (m/s-1)v 1y (m/s-1)v 2y (m/s-1)6.数据分析(1)详细分析其中一次碰撞，图7、图8是第三次实验两个球的位置时刻图图7图8v1

7、x(m/s-)v2x(m/s-)v 1x (m/s-1)v 2x (m/s-1)0.548-0.0290.1690.381vix+ V2x =0.519m/sv 1x+ v 2x=0.550 m/sA Vx=0.031 m/s相对误差 5.9%v1y (m/s-1)v2y (m/s-1)v 1y (m/s-1)v 2y (m/s-1)-0.273-0.585-0.555-0.280viy+ V2y =-0.858m/sv ix+ v 2x=-0.835 m/sA vx=0.023 m/s 相对误差 2.6%(2)观察质心的运动如图所示，三条轨迹分别是两个球和它们的质心的轨迹图10 (实验2)图

8、11 (实验3).实验结论(1)二维碰撞前后，系统动量守恒;(2)二维碰撞前后，系统质心一直做匀速直线运动.主要误差来源:台面与小球之间的摩擦，碰撞过程会出现一小段滑动摩擦。.课后练习:尝试用tracker研究其他的运动：例如抛体运动、简谐运动 八、实验效果评价该实验，从定性和定量两个角度验证二维碰撞中的动量守恒，自制的器材误差在合理范围内，效果理想，课后学生们还用tracker软件去研究其他物体的运动，随手做实验，达到了实验与生活结合的目的。所谓说课是教师在备课的基础上，面对评委、同行、系统地口头 表述自己的教学设计及其理论依据，然后由听者评说，达到相互交流， 共同提高的目的的一种教学研究形

9、式。说课的基本步骤一、说教材1、教材的地位：从地位上、结构上、内容上、教育意义上等方面论述本节教材在本课本书中的地位和作用。2、教学目标：根据新课程标准的要求、学生年龄特点、生活经验、认识问题的层次、程 度、学生发展的需要等方面制定出三维学习目标。3、教学重点、难点：从教学内容、课标要求、学生实际、理论层次、对学生的作用等方面找出 确立重点难点的依据并确定教学的重点和难点。二、说教法依据纲要、课标的四性、新理念、新教法等理论具体说明将在课堂设 计中运用那些方法。这里可以从大的方面，从宏观上来说一下，具体详细可以 放在下一个教学程序里说明。如：1、参与式2、讨论式3、互动式4、体验式5、研究性学

10、习6、谈话、对话、辩论、调查、情景模拟、亲历体验、小活动等三、说学法依据新的教学理念、学习方式的转变，说出所倡导自主、合作、探究等方 式方法。达到体验中感悟情感、态度、价值观；活动中归纳知识；参与中培养 能力；合作中学会学习。四、说教学程序主体部分：说出教学的基本环节、知识点的处理、运用的方法、教学手段、 开展的活动、运用的教具、设计的练习、学法的指导等。并说出你这样设计的 依据是什么。五、说板书一般正规的说课如果时间允许的情况下，是要在说教学程序的过程中写出 板书提纲的。如果时间很紧张，你可以提前写在一张大纸上，张贴在黑板上也 可以。能够配合讲解适时出示，达到调控学生、吸引注意、使师生思路合

11、拍共 振的目的说出这样设计的理由。如：能体现知识结构、突出重点难点、直观形象、 利于巩固新知识、有审美价值等。说课应遵循的四个原则一、科学性原则-说课活动的前提科学性原则是教学应遵循的基本原则，也是说课应遵循的基本原则，它是 保证说课质量的前提和基础。科学性原则对说课的基本要求主要体现在以下几 个方面。1、教材分析正确、透彻。2、学情分析客观、准确，符合实际。 3、教学目 的的确定符号大纲要求、教材内容和学生实际。 4、教法设计紧扣教学目的、 符合课型特点和学科特点、有利于发展学生智能，可行性强。二、理论联系实际原则-说课活动的灵魂说课是说者向听者战士其对某节课教学设想的一种方式，是教学与研究

12、相 结合的一种活动。因此在说课活动小中，说课人不仅要说清其教学构想，还要 说清其构想的理论与实际两个方面的依据，将教育教学理论与课堂教学时间有 机的结合起来，做到理论与实践的高度统一。1、说课要有理论指导。2、教法设计应上升到理论高度。3、理论与实际要 有机统一。三、实效性原则-说课活动的核心任何活动的开展，考试大都有其鲜明的目的。说课活动也不例外。说课的 目的就是要通过“说课”这一简易、速成的形式或手段来在短时间内集思广益, 检验和提高教师的教学能力、教研能力，从而优化了课堂教学过程，提高课堂 教学效率。因此，“实效性”就成了说课活动的核心。为保证每一次说课活动 都能达到预期目的、收到可观实效，至少要做到以下几点。1、目的明确。2、针对性强大。3、准备充分。4、评说准确。四、创新性原则一一说课活动的生命线说课是深层次的教研活动，是教师将教学构想转化为教学活动之前的一种课前 预演，其本身也是集体备课。在说