探究斜面的机械效率.doc

一、创设情景，导入新课
师：工人往高处搬重物时，一般会用什么方法？
生：用木板搭成一个斜面，把重的东西推上去或拉上去。
师：为什么这么做呢？
生：因为斜面可以省力。
师：斜面这种省力的机械，在生活中有许多运用，同学们都见过哪些斜面？
生：盘山公路就是一个大斜面。（大屏幕）
师：还有吗？
生：我们骑自行车上坡时，走S形路线会更容易一些。也是利用了斜面可以省力。
师：这盘山公路像不像S形？
师：桥梁的引桥也是一个斜面，而且桥面越高，引桥也越长。（大屏幕）
师：既然使用斜面可以省力，那能不能省功呢？
生：不能。因为使用任何机械都不能省功。
师：说得很好。实际上使用任何机械都会不可避免的做一些额外功，这样使得有用功总是小于总功，有用功占总功的百分比就是机械效率，我们用它来描述利用机械做功的效率，那么斜面的机械效率到底与哪些因素有关呢？它的省力情况与它的机械效率有什么关系吗？
二、合作交流，解读探究
1．提出问题：
师：这节课我们就一起来探究斜面的机械效率。
师：我们利用斜面做功时，目的是把物体抬到一定高度处。我们不把它竖起提升，而是沿着斜面把它拉上去，这是为了省力。演示：请看这里，沿斜面拉物体时，什么是有用功？什么是总功？如何计算斜面的机械效率？
生：克服物体重力所做的功是有用功，拉力所做的功是总功。
师：我们需要哪些测量仪器？需要测量哪些物理量呢？
生：需要弹簧测力计和刻度尺。要测出物体重力，斜面高度，拉力，斜面长度。
师：你们准备怎样测量拉力的大小？
生：用弹簧测力计钩住物体，沿斜面匀速向上拉，读出测力计的示数即为拉力的大小。
师：知道了如何测量斜面的机械效率了，同学们猜想一下，斜面的机械效率可能与哪些因素有关呢？
2．进行猜想：
生：斜面的机械效率可能与斜面的高度、斜面长度、倾斜程度、斜面坡度、斜面粗糙程度、所拉物体重力有关。（大屏幕）
师：能说说你们的猜想依据吗？
生：我觉得可能与斜面的粗糙程度有关，斜面越粗糙，克服摩擦力所做的额外功就越多，机械效率越低。
师：有道理。摩擦是影响机械效率的一个重要因素，摩擦力越大，做的额外功就越多，机械效率就越低。
生：我觉得可能与斜面的倾斜程度有关，斜面的倾斜程度越大，把物体提升得也越高，机械效率就越高。
生：我认为可能与斜面的坡度有关。坡度越大，斜面的机械效率越高。
生：我觉得可能与物体的重力有关，物体越重，所以机械效率高（或越低）。
生：我认为可能与斜面的长度有关，斜面越长，克服摩擦力所做的额外功也越多，机械效率就越低。
生：我认为可能与物体对斜面的压力有关，压力越大，机械效率越低（或越高）。
生：我认为可能与斜面的高度有关，斜面越高，做的有用功就越多，机械效率越高。
师：很不错，同学们猜想了这么多因素，而且说得有理有据。我们能不能把这些因素中相类似的因素合并合并，把问题简化一下呢？谁来说？
生：我觉得斜面的坡度与斜面的倾斜程度可以合并。
师：坡度与倾斜程度是不是一个意思呀？
生：我觉得物体对斜面的压力与物体的重力可以合并。
师：物体越重，对斜面的压力也越大，那我们把它们合并为重力，因为压力不太好测量。生：我认为斜面的高度与斜面的长度也都可以合并为斜面的倾斜程度，因为固定高度，只改变长度或固定长度只改变高度都相当于改变了斜面的倾斜程度，效果是一样的。
师：说得有道理，你能来演示给我们看看吗？
生：演示并解说。把斜面长度固定，只改变斜面高度，斜面的倾斜程度变了；把斜面高度固定，只改变斜面的长度，斜面的倾斜程度也变了。这两种方法达到的效果是一样的。
师：这两种方法都改变了斜面的倾斜程度。但哪一种方法更简便？
生：固定高度，改变斜面的长度更简便。
师：按照同学们的讨论结果，进行合并后，影响斜面的机械效率的因素有几个？
生：斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度、物体重力。（大屏幕）
3．设计方案：
师：要证明同学们的猜想是否正确，最好的办法就是做实验，因为实验是检验真理的唯一标准。但是在做实验之前，我们必须先设计好实验方案，因为只有这样，才能让实验有条不紊的进行。
师：当一个物理量与几个因素有关，我们用什么方法来进行探究呢？
生：控制变量法。
师：当一个量与多个因素有关，在探究其中一个因素时，我们要控制其它的因素一定，这就是控制变量法。由于探究的因素较多，我们的时间也有限，所以各小组的同学只能就其中一个你比较感兴趣的问题来进行探究，各小组讨论一下，我来分分组，同时请各小组组长来领取实验报告单。把你们的设计方案写下来，画出实验的图例和实验表格。
生设计实验，师巡视。发现问题及时给与帮助。
4．展示交流结果：
生1：在探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系时，控制斜面的粗糙程度和物体重力一定，改变斜面的倾斜程度。分别就较缓、较陡、最陡做三次。这是我们的设计方案图和表格。
师：大屏幕展示方案。
三、知识运用