“动量守恒”实验中两个疑问的探究实录，本文主要内容关键词为：动量论文,实录论文,疑问论文,两个论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在进行“验证动量守恒定律”实验教学时，许多同学对本实验存在两个疑问：
疑问2 为什么M、P、N依次为碰后入射小球的落点、碰前入射小球的落点、以及碰后被碰小球的落点？
对于疑问1，笔者在以往的教学中一般只定性地说明：为了避免入射小球与被碰小球相碰后反弹。但大多学生对这样的解释难以满意，依然是将信将疑。对于疑问2，学生们容易理解被碰小球的平抛射程大于碰后入射小球的射程，但对被碰小球的射程也大于碰前入射小球的射程，表示疑惑不解甚至十分怀疑了。由于教材、教辅用书对这个问题没有专门的说明，笔者在以前的教学中，也只是让学生通过实际实验操作，观察实验结果，强调只要记住实验的这个结果即可。
历年的教学中总发现有一些喜欢钻牛角尖的学生，对以上两个问题耿耿于怀。因此笔者觉得在本实验的教学中，除了让学生实际实验操作外，还有必要对以上两个问题进行定量的探究和分析。只有理论与实际相结合，才能让学生心服口服。这样做也符合新课程标准中的要求：“发展好奇心，发展科学探究兴趣，有坚持真理，勇于创新，实事求是的科学态度和科学精神”，“学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯”。同时笔者自身通过对这个问题的思考，发现以上两个问题确实是极好的科学探究素材，符合新课程开发课程资源、“重视研究方法的指导，让学生初步领悟到科学研究的真谛”的教学理念。于是笔者与学生们一起对这个问题进行了深入、有益的探讨。
教者不禁对学生的证明表示由衷的赞赏，并告诉学生们，刚才所举实例的方法，其实质就是物理上的“证伪”。要证明一个观点正确，必须考虑各种情况、所有可能；而要证明一个观点错误，一个反例足矣！
学生补充 随着更多同学加入这个问题的深入探究，有学生们还提出理论上存在的只有两个落点的情形。如图2所示，这里又包括两种可能：一种情形，M为碰后入射小球、碰后被碰小球的共同落点、P为碰前入射小球的落点。这时两球发生的是完全非弹性碰撞；另一种情形，M为碰后入射小球的落点、P既是碰前入射小球的落点，也是碰后被碰小球的落点。这是在碰后被碰小球速度恰好等于碰前入射小球速度的情况下发生的。
图2
教者反思 通过以上探究，教者对学生不迷信权威、敢于质疑的精神加以充分的肯定，同时也感到在实验教学过程中，不但要引导学生加强对实验现象的观察和记录，更应注重对实验现象原因和可能出现的结果进行必要的分析和研究，后者更有助于培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。在新课标实施的背景之下，探究式教学包括实验探究和理论探究两种方式，理论探究在提高学生思维能力、培养学生的良好思维品质方面有着实验探究无法替代的作用。
教者激疑 就在学生们确认教材的叙述不够严密之时，笔者又适时提出了下面的问题：既然理论计算的结果有多种情形，为什么实际实验时只会出现疑问2的那种情形呢？这又引起了学生们的深思。
引导 本实验实际就是碰撞问题，由动量守恒和动能不增加而给出的(3)式和(4)式，我们只能得到碰后两球速度的大致范围。而实际实验的结果总是满足
，这说明两球在相碰撞过程中还受到其他因素的制约，这个因素究竟是什么呢？学生们一片茫然。
实验步骤如下：
安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重锤线所指的位置O。
图3
第一步，不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落下地面上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置。
第二步，把小球2放在斜槽前端边缘外C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后小球落点的平均位置。
第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
上述实验中：
(1)P点是＿＿平均位置，M点是＿＿平均位置，N点是＿＿平均位置。
(2)请写出本实验的原理＿＿，写出用测量量表示的恢复系数的表达式＿＿。
(3)三个落点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关系？
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