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:大屏幕展示方案一。(强调材料任意选择其中一种)(动画及表格)
附表格一:
实验次数 1 斜面坡度 较斜斜面面高 材/m 料 木 机小车重 /N 有用功 /J 斜面拉力 总功 械长度/N /m 率 /J 效缓 较2 陡 最3 陡
板 木 板 木 板 生2:在探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系时,控制斜面的倾斜程度和物体重力一定,改变斜面的粗糙程度。分别在毛巾、木板、玻璃斜面上做三次。这是我们的方案图和表格。
师:大屏幕展示方案二。(动画及表格)
附表格二:
实验次数 1 斜面坡度 较陡 较斜斜面面高材/m 料 毛 机小车重/N 有用功/J 斜面拉力 总功 长度/N /m 率 械效/J 巾 木 2 陡 较3 陡 璃 板 玻
生3:在探究斜面机械效率与物体重力的关系时,控制斜面的倾斜程度和斜面粗糙程度一定,改变物体的重力,分别用较轻、较重、最重的物体做三次。这是我们的方案图和表格。
师:展示方案三。(也强调材料可以任意选择)(动画及表格)
附表格三:
实验次数 1 斜面坡度 较陡 较斜斜面面高 材/m 料 木 机小车重 /N 有用功/J 斜面拉力 总功 长度/N /m 率较小 械效/J 板 木 2 陡 较3 陡
一般 板 木 最大 板 5.进行实验:
师:方案已经制定出来了。下面就开始实验吧。同学们边做实验边记录数据。