探究动量守恒原理以及能量守恒原理课件.ppt
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1、奇妙的物理世界江苏省前黄高级中学 韦叶平,一、实验的设计和组织,基本思想:创设一种科学探究实验环境(设备、方式、氛围)培养学生解决实际问题的思路、方法和能力,按“趣”、“疑”、“动”、“思”四点进行实验1、设计一些简单和趣味性强的实验仪器,便于学生自主探索、合作学习(“趣”、“动”)2、为每种仪器配套一系列的探究课题,让探究问题始终贯穿在实验中,激发学生的探究兴趣(“疑”、“思”)3、开发配套的实验课程设计(教案),便于教师课堂引导,二、实验仪器的应用,1、学校科学探究实验室2、学校的室内、室外科学宫(校园文化)3、青少年科技活动中心(前黄中学科技馆),三、实验介绍,一、超级碰撞球,实验目的:
2、1、探究动量守恒原理以及能量守恒原理。2、探究作用力与反作用力的关系。3、探究运动的物体相互作用时能量的传递。4、探究弹性碰撞与非弹性碰撞时力的作用以及能量的转换,提出问题:1、在不借助外力的情况下,弹性球可以弹到比释放它的地方还高的高度吗?2、在不借助外力的情况下,弹性球在弹起后的速度能超过下降到最低点时的速度吗?猜想并假设:,实验设计:(由学生自主设计或教师引导)1、将支架立在硬质底座上,在支架上端横梁与底座之间穿两根钢丝,一钢丝上穿一大一小两个弹性球,另一根上穿三个大小不一的弹性球,顶端的球最小,底端的球最大。2、同时拎起一组两个弹性球至一定高度,释放下面的大球,比较大球弹起的高度和释放
3、的高度。现象:大球弹起的高度远远低于释放它的高度。,3、再把两弹性球拎至上次的高度,同时释放两球,比较小球弹起的高度和释放的高度。现象:小球弹起的高度高于释放它的高度,弹起 的速度也高于下降到最低点时的速度。,4、拎起另一组的三个弹性球至一高度,先释放最下面的大球,观察弹起的高度。接着按同样的方法释放最下面的两个球,比较每次释放时最上面的球弹起的高度,并比较每个球弹起的速度。现象:释放的球越多,最上面的小球弹起的高度就越高,弹起的速度也越大。,探究问题:1、为什么不论释放几个弹性球,只有最上面的球会弹起?2、球的弹起遵循什么原理?3、反弹时的能量从何而来?4、反弹时弹性球的受力情况是怎样的?5
4、、如果下面的球更重或者上面的球更轻,最上面的球弹起的高度会怎样变化?6、如果有很多弹性球按照实验中的方法排列,同时释放这些球,最上面的球会弹到很高的地方吗?并且会具有更快的速度吗?为什么?7、如果大球在上小球在下,释放时还会弹起那么高吗?8、在现实生活中有哪些地方运用了此实验的原理从而获益?,二、翻跟头的魔丸,实验目的:1、探究牛顿第二运动定律的应用。2、探究重心的变化及其对物体运动的作用。,提出问题:有没有办法可以让物体在不受其他外力的情况下沿一斜面上翻着跟头往下滚?物体的内部结构应怎样设计?斜面应具备什么样的条件?,猜想并假设:,实验设计:(由学生自主设计或教师引导)1、将魔丸平放在有机玻
5、璃槽的一端,抬起这头,观察魔丸怎样运动至另一端;反复多次。现象:魔丸翻滚着运动到另一端。2、将有机玻璃槽的中间架在支架上,用手控制两端的高低,观察魔丸的运动。现象:魔丸翻滚着在玻璃槽内来回运动。,探究问题:1、魔丸为什么会像翻跟头似的运动而不是直接滑动下去?2、猜想一下魔丸内部的结构会是怎样的?3、试分析魔丸运动时重心的变化以及能量的转换情况。4、如果有机玻璃槽的倾斜过大,试分析魔丸会如何运动?5、如果有机玻璃槽的内壁很光滑,魔丸的运动会是怎样?如果是很粗糙,又会是怎样?,三、滚动的方轮,实验目的:1、探究重心的变化对物体运动的作用。2、探究非直线运动的质点运动轨迹。提出问题:圆形的轮子可以在
6、水平的地面上平稳地运动,如果是规则的多边形轮子可以平稳地运动吗?它们运动的轨道应该是什么样的?猜想并假设:,实验设计:(由学生自主设计或教师引导)1、将方轮放置在水平桌面上,用外力帮助方轮翻滚,观察其翻滚的情况及中心点的轨迹变化 2、将方轮放在悬链线形状的斜面上,仔细观察方轮如何运动。现象:方轮沿着波浪形的轨道平稳地运动。,探究问题:1、为什么方轮在平地上只能跳跃的滚动,而在悬链线形状的斜面上却可以平稳地运动?2、如果方轮的轴不在中心(重心),那么方轮还可以平稳地运动吗?3、试分析方轮一个顶点的运动轨迹以及方轮重心的运动轨迹。4、如果是三角形或多边形的轮子可以平稳地滚动吗?对轮子的边长和斜面每
7、个起伏的宽度有什么要求?,四、自动上坡的旋转体,实验目的:探究重心的高低变化对物体运动的作用。提出问题:如果把一个物体放在一块斜面上会沿着斜面向下滚动,这是因为重心在向下运动。那我们有办法使物体沿着斜面往上运动吗?猜想并假设:,实验设计:(由学生自主设计或教师引导)1、将V形斜轨道放置在水平桌面上,将双圆锥体放在斜轨道的低端,松开手,不要用力,让双圆锥体自由运动,观察双圆锥体的运动情况。现象:双圆锥体沿着斜面向上滚动。,2、观察双圆锥体在到达平衡位置前的运动情况。现象:双圆锥体在这个位置稍有上下滚动,然后静止。,探究问题:1、为什么双圆锥体会沿着斜面往上滚动?试分析双圆锥体的受力情况。2、双圆
8、锥体的运动有没有违反能量守恒定律?实际上它的重心是升高了还是降低了?3、如果两条轨道是平行的,还会出现这种情况吗?4、为什么双圆锥体在到达平衡位置前会来回滚动?5、双圆锥体的运动与轨道的倾斜度有何种关系?,五、袋鼠下坡,实验目的:1、探究牛顿第二运动定律。2、探究物体重心的变化以及重心的变化对物体运动的作用。提出问题:如果物体在斜面上受到的摩擦力大于它自身重力在斜面方向的分力,有没有办法利用物体自身重心的改变让物体在不受其他外力的情况下沿斜面运动?猜想并假设:,实验设计:(由学生自主设计或教师引导)1、将袋鼠模型放置在斜坡顶端。2、按一下袋鼠模型的尾部使其头抬起。3、松开手,观察袋鼠模型的运动
9、。现象:袋鼠模型沿斜坡跳跃着往下走。,探究问题:1、仔细观察袋鼠模型的组成结构,分析它为什么会沿斜面向下运动。2、试分析在袋鼠模型运动时其重心如何改变。3、袋鼠模型向下运动的能量从何而来?4、为什么袋鼠模型会跳跃着向下运动?5、试分析袋鼠模型运动遵循什么定律。6、如果斜坡的斜率增大或减小,袋鼠模型运动的速度将如何变化?7、如果斜坡的表面粗糙,袋鼠模型运动的速度将如何变化?,六、动量守恒(碰碰球),实验目的:1、探究动量守恒 2、探究非弹性碰撞时能量的转移规律。提出问题:当一个质量为m的物体以速度v撞击另一个质量为M的物体,运动情况将是怎样?如果后者的质量M是由若干个m组成的,又将会是怎样?猜想
10、并假设:,实验设计:(由学生自主设计或教师引导)1、将7个大小相同重量相等的钢球用细线挂在支架的横梁上并相互紧靠。2、拎起一端的一个钢球至一定高度,然后释放,观察这个球撞到剩余的球时这些球的运动情况。现象:只有另一端的一个钢球弹起,其余的钢球不动。,现象:另一端只会弹起相应的2个、3个钢球,其余的钢球不动。,3、依次拎起一端的2个、3个钢球至一定高度,释放,观察撞击后剩余钢球的运动情况。,探究问题:1、为什么一端的一个球落下,另一端只会弹起一个球?2、为什么另一端只会弹起与释放的球数目相等的球?3、如果拎起4个、5个甚至6个球,碰撞后会有怎样的情况?4、试分析钢球的受力情况,以及能量在钢球间的
11、转移规律?5、如果每个钢球的大小不一致,情况又会是怎样?6、如果释放的钢球重量比其它的球重,剩余的球会怎样运动?如果比其它的球轻呢?,七、奇异的翻转环,实验目的:1、探究力的分解和分力的作用。2、探究质点运动时的路程,速度和时间之间的关系。提出问题:在物体运动时路程,速度和时间中如果前两者都不相同,运动的时间还会一样吗?什么情况下时间会相同?猜想并假设:,实验设计:(由学生自主设计或教师引导)1、将钢圈迅速翻转使其竖直,并使三根钢丝的交会处置于最下端,三颗钢球都集中在钢丝的交汇处。2、翻转钢圈180度,使三根钢丝的交汇处置于最上端。3、三颗钢球沿着钢丝自由滑落。现象:三颗钢球同时到达钢圈内壁。
12、,探究问题:1、为什么三颗钢球同时到达钢圈内壁?2、试分析三颗钢球在钢丝上滑动时各自的受力情况。3、可以用数学公式说明三颗钢球同时到达钢圈内壁的原因吗?4、如果不是以直径竖直翻转,而是以一条弦竖直翻转,三颗球还会同时到达钢圈内壁吗?5、如果边上两根钢丝的夹角发生变化,三颗球还会同时到达钢圈内壁吗?,八、超声雾化,实验目的:1、探究超声波对液体的作用。2、探究超声雾化现象的原理及应用。提出问题:在液体中发射高强度超声波时,将发生物理作用,化学作用和生物作用,这些是超声波应用的基础,其中一种就是超声雾化现象。你能猜测超声雾化现象的原理吗?猜想并假设:,实验设计:(由学生自主设计或教师指导)1、在超
13、声雾化演示仪中注入一半以上的水,打开电源开关,观察现象。现象:演示仪不断放出像雾一样的气体。2、将手探入水中,感觉水的温度。现象:水的温度没有升高。,探究问题:1、你可以解释超声雾化现象的原理吗?超声波在实验中起了怎样的作用?2、你知道实验中雾是从何而来的吗?3、超声波可以用来探测,你知道这是怎样工作的呢?4、你可以说出一些利用超声波探测物体的动物吗?它们是如何探测的?5、超声波还在哪些方面有应用?,九、振动与转动能量的转换,实验目的:1、探究弹簧在上下振动时产生扭转效应的情况。2、探究振动与转动之间能量的转换规律。提出问题:弹簧振子在上下振动时是否可以转动?弹簧的上下振动与振子的转动之间运动
14、与能量是如何转换的?猜想并假设:,实验设计:(由学生自主设计或教师引导)将转动振子拉一段距离,松开手,观察振子的运动情况。现象:振子在做上下振动的同时产生了转动,探究问题:1、振子上下振动与转动这两种运动是如何同时进行的?2、如何调整可以使振动与转动之间的能量相互转换?3、为何振子转动一段时间后会不再转动,然后又会重新转动?4、根据实验现象推断振动与转动之间能量的转换关系。5、振动与转动相互转换时弹簧起到什么样的作用?,十、手动仿古鱼洗,实验目的:1、探究波动的现象及规律。2、探究共振现象的产生及其原理。提出问题:我们在一些名胜古迹都见过鱼洗和龙洗,他们大多被迷信地解释,我们可以科学地解释这种
15、现象吗?猜想并假设:,实验设计:(由学生自主设计或教师引导)1、在不锈钢盆两边有两个把手,供手摩擦用。在盆中注入水。2、用两手在不锈钢盆的两个把手上来回摩擦,观察盆中的水的运动情况。,现象:不锈钢盆发出翁鸣声,盆中的水不停的往上冒,并越来越高。,探究问题:1、不锈钢盆中的水为什么会飞溅起来?2、为什么要把手洗干净才能完成实验?3、试分析有哪些因素决定了盆中的水的运动情况?4、实验中我们发现盆中很多地方的水都喷了起来,那么我们可以使盆中所有的水都喷起来吗?5、不锈钢盆发出嗡鸣声是哪两样东西发生了共振?,十一、电磁弹簧振子,实验目的:1、探究电磁驱动现象的原理。2、探究电磁感应现象的原理。提出问题
16、:磁场是如何驱动和阻碍物体运动的?应具备什么样的条件?猜想并假设:,实验设计:(由学生自主设计或教师引导)1、将弹簧挂在钢架横梁上,弹簧上挂一铁块,铁块上粘有一强磁铁组成弹簧振子。用手拉动弹簧振子,使其可以做周期性上下运动。2、当振动停止后,手拿着塑料环套在弹簧振子上上下往复运动,观察弹簧振子的运动情况。现象:弹簧振子不运动。,3、换用铝环重复上一步,观察弹簧振子的运动情况。现象:弹簧振子开始上下振动起来(电磁驱动)。,探究问题:1、为什么塑料环套在弹簧振子上上下来回运动,弹簧振子不振动,而改用铝环弹簧振子就开始振动起来?2、弹簧振子随着铝环上下周期性的振动验证了什么物理原理?在现实生活中有哪
17、些地方运用了这个原理?3、为什么即使用了铝环,有的时候我们也不能使弹簧振子振动?4、弹簧振子的运动有哪些条件和要求?怎样可以使弹簧振子迅速运动起来?,十二、司 南,实验目的:1、探究指南针的工作原理。2、探究地球磁场的方向及作用。提出问题:“司南”是我国最早的指南工具,大家都已清楚地球的磁场分布,“司南”的原理是什么?猜想并假设:,实验设计:(由学生自主设计或教师引导)1、让司南勺在平滑的地盘上旋转,待勺停止运动时观察勺柄的指向。现象:勺柄指向南方。2、反复实验多次,观察勺柄的指向。现象:勺柄每次都指向南方。,探究问题:1、勺柄为什么每次都会指向南方?2、勺柄指向的是真正的地球南极吗?3、根据
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- 探究 动量 守恒 原理 以及 能量 课件
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