（探究斜面的机械效率）课堂实录

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《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
    斜面坡度
    斜面材料
    斜面高
    /m
    小车重
    /N
    有用功
    /J
    斜面长度/m
    拉力
    /N
    总功
    /J
    机械效率
    1
    较缓
    木板
    2
    较陡
    木板
    3
    最陡
    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。

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