《机械效率》物理教案设计及教学实录(2)

时间:2021-08-31

  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。

  师:大屏幕展示方案二。(动画及表格)

  附表格二:

  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

  较陡

  毛巾

  2

  较陡

  木板

  3

  较陡

  玻璃

  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

  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

  较陡

  木板

  较小

  2

  较陡

  木板

  一般

  3

  较陡

  木板

  最大

  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。

  生:做实验。师巡视。发现问题及时帮助。

  6.分析论证,得出结论

  师:同学们的实验做完了吗?做完了。把你们的数据及结论拿到前面来展示一下,让大家来分享你们的实验成果吧。哪个小组先来?你们小组先来吧。

  生:展示实验。先把实验报告拿到展示台下展示,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?