探究斜面的机械效率

《探究斜面的机械效率》课堂实录

【教学目标】

一、知识与技能

1．知道利用斜面拉物体时，有用功与总功的计算方法，会计算斜面的机械效率。

2．会测定斜面的机械效率，并会运用控制变量法的实验方法进行探究实验。

3．知道提高机械效率的意义和主要方法。

二、过程与方法

1．从生活实际出发，培养探究物理学的有关知识的兴趣以及深入认识事物的能力。

2．亲身经历测量斜面机械效率的过程，通过参与探究影响斜面的机械效率因素的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案，并培养自主合作探究的能力。

三、情感、态度与价值观

1．让学生学会关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。

2．通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。

【实验教具】

学生用实验器材：弹簧测力计、刻度尺、木板斜面、毛巾、玻璃、带钩的方木块、长方体铁块、砝码。

老师用实验器材：器材同上。

软件：Flash课件。

【教学过程】

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。

斜面的机械效率：（大屏幕）

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