《表1 碰撞中力的最大值F与碰撞时间t的关系》

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《科学应用技术提高物理教学效能》

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比如在“动量和动量定理”教学中，人教版物理选修3—5教科书在该章第一节“探究碰撞中的不变量”中指出：“自然界碰撞现象那么多，碰撞前后会不会有什么物理量保持不变？”教材通过气垫导轨上的滑块相撞或带纸带的小车相撞实验，得出“两个物体在碰撞前后mv的矢量和很可能是保持不变的”结论。mv这个物理量具有特别的意义，物理学界将它定义为物体的动量。其实实验会有误差。动量概念的提出方式也稍显突兀，这对学生理解和应用后面的动量定理不太有利。为此，笔者设计了如下实验。在探究碰撞瞬间的作用力时，教师让水平运动的小球碰撞力传感器，将撞击过程的作用力大小实时动态记录下来，分析特点。在学生猜测碰撞瞬间力的大小可能跟小球质量、速度、碰撞接触材料有关的基础上，教师选择较高传感器采集频率，引导学生用控制变量思想方法，用两台力传感器装置同时做实验（如图2），同时记录实验数据，并且同时将碰撞瞬间的“力—时间”图像呈现在同一坐标系中。学生通过分析，认识到碰撞瞬间的作用力是非恒力；直观地对碰撞时的作用力与时间关系进行对比，逐渐认识动量概念；分析碰撞瞬间的力处于最大值F时小球对应的运动状态，分析3次碰撞过程中当小球的速度v减小到0时，力的最大值F与碰撞时间t的关系（见表1）；定性寻找F、t、mv关系；用计算机对碰撞时作用力的最大值F与时间t进行积分探究或验证动量定理，真正理解动量定理规律中力对时间的积累效应。