《探究斜面的机械效率》课堂实录

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展示,然后一个同学做演示,一个同学解说。
    生1:我们探究的是斜面的机械效率与倾斜程度的关系。我们首先测出了物体重力,记入了表格。实验时,我们选择的是──斜面。先让斜面的倾斜程度较小,把物体沿斜面匀速拉上斜面,读出拉力的大小,记入表格,再用刻度尺测出斜面的长度和高度也分别记入表格。然后逐渐增大斜面的倾斜程度,按同样的方法重做两次实验。最后算出较缓时为**,较陡时为**,最陡时为**。所以我们得出的结论是:斜面的倾斜程度越大,机械效率越高。
    师:真不错,说得这么详细。为他们鼓掌。
    师:其它探究机械效率与斜面倾斜程度关系的小组得出的结论与他们的相同吗?
    生:我们选择的是毛巾斜面,也得到了同样的结论。
    师:下面哪个小组上来展示?
    生2:我们小组探究的是斜面的机械效率与斜面粗糙程度的关系。控制斜面的倾斜程度和物体重力一定,也是先测出了物体重力,记入了表格中,实验时,先在木板表面铺上毛巾,把物体沿毛巾斜面匀速拉上斜面,记下拉力大小,记入表格,用刻度尺测出斜面长度和斜面高度分别记入表格中。然后再在木板斜面和玻璃斜面重复上面的实验。最后分别算出在毛巾表面上时为**,木板表面上时为**,玻璃表面上时为**,我们得出的结论是:斜面越粗糙,斜面的机械效率越低。
    师:其它探究这个因素的小组得到的结论是一致的吗?
    生3:我们探究的是斜面的机械效率与物体重力的关系。控制斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度均相同,先测出木块重力,记入表格中,把它沿斜面匀速拉上斜面,测出拉力的大小记入表格中,同时测出斜面长度和斜面高度,也分别记入表格中,然后逐渐在木块上加砝码,改变物体重力,重复上面的实验。最后算出较轻时的为**,较重时为**,最重时为**。这三次的近似相等,所以在误差范围内,我们得出的结论是:斜面的机械效率与物体重力无关。
    师;同学们都说得非常好。综合一下同学们的实验结论。我们可以得出影响斜面的机械效率的因素只有两个,即斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度。具体的关系怎样说才算是严密的呢?
    生:在斜面的粗糙程度一定时,斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越高。
    生:在斜面的倾斜程度一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越高。
    生:斜面的倾斜程度与物体的重力无关。
    师:说得非常好。(大屏幕展示结论)
    7.评估与交流
    师:我们回到刚才第一个表格中,同学们有没有什么新的发现?
    生:我还发现,倾斜程度越小,拉力越小,也就是越省力。
    师:那综合分析一下省力情况与机械效率大小,你可以得到什么结论?
    生:斜面越省力,机械效率越低;斜面越费力,机械效率越高。
    师:既然斜面的倾斜程度越小,机械效率越低,那盘山公路为什么还要把斜面修得那么长呢?
    生:为了更省力。
    师:特别是对于较重的物体做功考虑更多的应该是省力的问题,因为如果你不能搬不动动物体,你做的功就等于0,你的机械效率也将为零。这样看来,我们应该在力所能及的范围内,尽量的让斜面更陡一些,更光滑一些,这样就能提高斜面的机械效率了。
    师:通过刚才的探究,你最感兴趣的是什么?你还想知道有关斜面的哪些方面问题?(大屏幕)
    生:我还想知道斜面在生活中还有哪些应用。
    师:还有生活中不太起眼的螺丝钉,千斤顶,楼梯等等都是斜面。
    生:我想知道为什么斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率就越大。
    师;我们可以采用极端思维法来思考这个问题:如果斜面的倾斜程度为零,也就是水平,当我们沿水平方向拉物体,不可能让物体升高,在提升物体这方面做的功为0,即机械效率为0。如果斜面的倾斜程度最大,也就是竖直,沿竖直方向提升物体时,不需要克服斜面摩擦力做额外功了,此时的机械效率就等于100%。所以斜面的倾斜程度越小机械效率越低;斜面倾斜程度越大机械效率越高。
    生:我想知道为什么斜面的机械效率与物体的重力无关。
    师:这是因为拉力与重力成正比,关于为什么成正比,同学们到高中就明白了。
    生:我还想知道斜面的机械效率与物体运动速度是否有关。
    师:你觉得呢?
    生:我觉得有关(或无关)
    师:你想一下啊,无论速度大还是速度小,只要是匀速,拉物体的力变不变?
    生:不变。
    师:那你觉得机械效率与速度有关吗?
    生:我觉得无关。
    生:我还想知道物体在斜面上滚动时的机械效率与滑动时的机械效率有什么区别?
    师;那你猜一下,滚动时高还是滑动时高?
    生:我觉得滚动时高,因为滚动摩擦比滑动摩擦小。
    师:嗯,很喜欢动脑筋,不错啊。
    师:不过,这些只是同学们的猜想,真正的验证过程就只能留给同学们课后去探究了。
    师:通过这节课的学习,同学们觉得有哪些收获,又有哪些不足呢?(大屏幕)
    生1:通过探究我知道了斜面的机械效率与哪些因素有关,而且还知道了斜面的省力情况与斜面机械效率的关系。

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