教案：實驗-探究斜面的機械效率

時間：2020-10-31 17:41:16 來源：物理好資源網作者：網絡

探究斜面的機械效率
提出問題：小明通過實驗探究了使用滑輪不能省功，并測定了滑輪組的機械效率。他想斜面也是一種機械，那么使用斜面能否省功，若不能省功斜面的機械效率與哪些因素有關？它的省力情況與機械效率又有什么關系呢？我們該如何測量并探究斜面的機械效率呢？
猜想與假設：
1．使用斜面不能省功。
2．斜面的機械效率跟它的傾斜程度有關。斜面傾斜程度越大，機械效率越高。
3．斜面的機械效率與斜面粗糙程度有關，斜面越粗糙，機械效率越高。
設計實驗：
要證明同學們的猜想是否正確，最好的辦法就是做實驗，但是在做實驗之前，我們必須先設計好實驗方案。討論完成以下問題：
（1）當一個物理量與幾個因素有關時，我們用方法來進行實驗。
（2）探究斜面的機械效率，需要測量哪些物理量：。
（3）我們需要哪些測量儀器：。
（4）斜面的機械效率表達式：。
（5）你準備怎樣測量拉力的大小。
實驗器材：一塊長木板、小車、彈簧測力計、刻度尺、幾塊高度不相等的木塊、毛巾、玻璃、細繩。
實驗過程：
1．用彈簧測力計測得小車的重力G。
2．用長木板和木塊裝置成如圖所示的斜面，把小車通過細繩與彈簧測力計連接，沿斜面拉動彈簧測力計，把小車勻速拉上斜面。
3．分別從彈簧測力計上讀出拉力F，并用刻度尺測出小車移動的距離S和升高的高度h。
4．保持斜面的長度不變，換用不同高度的木塊，逐漸增加斜面的高度，做3次實驗。分別將實驗數據記錄在表格中。
5．保持斜面的高度不變，換用不同的材料鋪在木板上，改變斜面的粗糙程度，做3次實驗。分別將實驗數據記錄在表格中。

設計實驗表格
表格一

實驗次數	斜面坡度	斜面材料	斜面高/m	小車重/N	有用功/J	斜面長度 /m	拉力/N	總功/J	機械效率
1	較緩	木板
2	較陡	木板
3	最陡	木板

表格二

實驗次數	斜面坡度	斜面材料	斜面高 /m	小車重 /N	有用功 /J	斜面長度 /m	拉力LFs物理好資源網(原物理ok網) /N	總功LFs物理好資源網(原物理ok網) /J	機械效率
1	較陡	毛巾
2	較陡	木板
3	較陡	玻璃

3．進行實驗：下面就開始實驗吧。同學們邊做實驗邊記錄數據。
分析與論證：
對實驗數據的結果進行分析：
1．實驗表明，使用斜面______省功（選填“能”或“不能”）。
2．在使用光滑程度一樣的斜面，斜面越陡，越________（選填“省力”或“費力”），斜面的機械效率越______（選填“高”或“低”）。
3．在使用傾斜程度一樣的斜面，斜面越粗糙，越________（選填“省力”或“費力”），斜面的機械效率越______（選填“高”或“低”）。
交流與討論：
1．實驗中還有哪些不足？是否存在以下問題：測量拉力的時候，不能保證勻速拉動物體，而且彈簧測力計不是固定的，而是運動的，不便于讀數，拉力的測量誤差比較大。斜面長度和斜面高度的測量也存在一些誤差。所以我們在測量的時候，都要非常的細心，這樣才能提高實驗的成功率。
2．小明一組的同學在完成上面的實驗探究之后，小明又產生了一個猜想：“斜面的機械效率還可能與在斜面上被提升的物體重有關”，于是他們選用了體積相同長方體的木塊、鐵塊和一個斜面，類似上述實驗步驟進行了實驗探究，并根據實驗數據歸納了結論。請你對小明一組的同學的實驗設計進行評價。
參考答案：
他們選用了體積相同長方體的木塊、鐵塊和一個斜面器材，進行實驗雖然改變了被提升的物體重，但是由于木塊和斜面的摩擦與鐵塊和斜面的摩擦是不相等的，沒有控制摩擦這個物理量相等，因此說實驗探究的結論是不可信的。

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