第2节 探究斜面的机械效率 实验报告 陈楚琼

《【物理：《探究斜面的机械效率》课堂实录】物理斜面机械效率》摘要：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，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，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。

测量斜面的机械效率实验原理实验目的：
通过实验测量斜面的机械效率，了解斜面在力学上的应用和性能。

实验原理：
斜面是物理学中常见的简单机械装置，利用斜面可以减小所需
的力以提升物体或者改变物体的速度。

机械效率是指机械装置在能
量转换过程中的有效性，通常用来衡量机械装置的性能。

斜面的机
械效率可以通过实验来测量。

测量斜面的机械效率的实验装置通常包括一个斜面、一个物块、一个滑轮和一根绳子。

首先，将斜面倾斜放置，然后将物块连接到
绳子的一端，另一端通过滑轮固定在斜面上。

施加一个力使得物块
上升或下降，通过测量所施加的力和物块的位移，可以计算出斜面
的机械效率。

实验步骤：
1. 将斜面倾斜放置，并固定好。

2. 将物块连接到绳子的一端，另一端通过滑轮固定在斜面上。

3. 施加一个力使得物块上升或下降，记录下所施加的力和物块的位移。

4. 根据测得的数据，计算斜面的机械效率。

实验注意事项：
1. 确保实验装置的稳定性，避免发生意外。

2. 测量时要注意准确记录所施加的力和物块的位移，以保证实验数据的准确性。

3. 在实验过程中要小心操作，避免发生意外伤害。

通过这个实验，我们可以深入了解斜面的机械效率，并且通过实验数据的分析，可以进一步探讨斜面在力学上的应用和性能。

这对于物理学和工程学的学习都具有重要意义。

探究斜面的机械效率探究课题1：斜面的机械效率是否与有关猜想：设计方案：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、、做三次。

/率结论：探究课题2：斜面的机械效率是否与有关猜想：设计方案：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/结论：我还发现，倾斜程度，拉力越小，也就是越。

斜面越省力，机械效率；斜面越费力，机械效率。

练习：3、笑周同学在学过有关“机械效率”的知识后提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动小车的探究实验，并记录实验数据如下：请根据以上实验数据回答： （1）“较陡”时，做的有用功为_________， 总功为________，机械效率为_________。

（2）通过对上述实验数据的分析，你对小 周提出的问题可获得的初步结论是： _______________________________。

4、小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如下图所示。

她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小⑴ 请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。

⑵ 分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越 ，斜面越省力，斜面的机械效率越 。

⑶ 实验过程中拉力的方向应与斜面 。

⑷ 若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持 不变，斜面的光滑程度不变，只改变 ,这种研究问题的方法我们称之为 法。

5、某实验小组探究“拉力的大小与斜面倾斜程度的关系”，过程如下：他们首先设计了图10所示的实验装置，然后用弹簧测力计将4N 的重物沿斜面匀速向上拉到A 点，拉力的大小如图，再将木块M 分别支在斜面的 B 、C 两处，重复上述步骤，并测得拉力的大小分别为1N 和1．3N ．(斜面很光滑，可忽略物体与斜面问的摩擦)请你接着解决下列问题： (1)在图中画出重物所受重力的示意图；(如图10所示)(2)设计一个记录实验数据的表格(不必填入数据)；(3)通过探究得出的结论是：；(4)在上述实验的基础上，他们又在斜面上铺上棉布，并测得图示情况中将重物匀速拉至A 点时的拉力为1．2N，则此时斜面的机械效率η= ．6、探究斜面的机械效率：动的距离为两点之间的距离，被提升的高度为________两点之间的竖直距离。

《探究斜面的机械效率》教学设计第一篇：《探究斜面的机械效率》教学设计《探究斜面的机械效率》教学设计【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，并能把它迁移到如何提高学习效率。

二、过程与方法1．从生活实际出发，培养探究物理学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、态度与价值观目标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合作的科学精神。

【实验教具】学生用实验器材：弹簧测力计、刻度尺、木板斜面、带钩的方木块、一个长方体铁块、毛巾、玻璃、砝码。

老师用实验器材：弹簧测力计、刻度尺、斜面、带钩的方木块、一个长方体铁块、毛巾、玻璃、砝码。

软件：探究斜面机械效率的Flash课件。

【设计理念】为了让学生更进一步的了解机械效率的概念及其意义。

我设计了探究斜面的机械效率这个课题，使学生进一步认识利用斜面可以省力，学习测量斜面的机械效率，通过探究斜面的机械效率与哪些因素有关，从而加深对机械效率的理解。

为了挖掘学生的潜力，我在教材的基础上加以了增补，不仅让学生探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系，还让他们探究斜面机械效率与斜面粗糙程度以及所拉物体重力的关系。

把斜面的省力情况与其效率进行比较，得出要想省力就不可能有更高的效率，使学生看问题具有辩证性。

同时让学生提出他们还想知道有关斜面的问题，使学生把理论与实践相联系。

最后将效率进行发散，使学生把效率迁移到诸多方面，以至于能学以致用。

【教学设计】设计内容设计意图活动层面教材处理师生活动情景导入情景：向车上装重物时，工人师傅一般会怎么做？常用木板搭成斜面，把重东西推或拉上去。

斜面的机械效率引言机械效率是指机械设备或系统在执行工作时转化输入能量为输出能量的比例。

在众多机械设备中，斜面是一种常见的简单机械装置. 它由一个倾斜的平面构成，可以用于改变能量的方向和大小。

斜面的机械效率是衡量其性能和效能的重要指标，对于设计和优化机械系统起着重要作用。

本文将探讨斜面的机械效率以及影响机械效率的因素。

1. 斜面的机械效率的定义和计算方法机械效率是通过比较输出功率与输入功率的比率来衡量的。

对于斜面，机械效率可以表示为斜面上物体的输出功率与输入功率之比。

斜面的机械效率（η）= 斜面上物体的输出功率 / 斜面所受重力的输入功率其中，斜面上物体的输出功率可以通过物体的质量（m）、滑动距离（d）和滑动时间（t）计算得出：输出功率 = mgh / t斜面所受重力的输入功率可以通过斜面的高度（h）、输出功率和摩擦力（Ff）计算得出：输入功率 = mgh + Ff * d / t通过将输出功率和输入功率带入上述方程，可以计算得出斜面的机械效率。

2. 影响斜面机械效率的因素斜面的机械效率受到多种因素的影响。

以下是影响斜面机械效率的几个重要因素：2.1 摩擦力摩擦力是斜面机械效率不可忽视的重要因素之一。

摩擦力会减小斜面上物体的输出功率及整体机械效率。

为了最大限度地提高机械效率，减小摩擦力是必不可少的。

2.2 斜面角度斜面的角度是影响斜面机械效率的另一个重要因素。

合理选择斜面的角度对于提高机械效率至关重要。

过大或过小的角度都会导致机械效率下降。

2.3 斜面材料斜面的材料也会对其机械效率产生影响。

不同材料的摩擦系数不同，从而影响斜面的摩擦力。

选择适合的材料可以减小摩擦力，提高机械效率。

2.4 负载重量斜面上物体的质量也会对机械效率产生影响。

负载重量增加会增加输入功率，从而降低机械效率。

因此，在设计机械系统时需要考虑负载重量对机械效率的影响。

3. 提高斜面机械效率的方法为了提高斜面的机械效率，可以采取以下几个方法：3.1 减小摩擦力通过选择低摩擦系数的材料或采用润滑剂等方法，可以减小斜面的摩擦力，提高机械效率。

实验名称：探究斜面的机械效率提出问题：斜面也是一种机械，那么使用斜面能否省功，若不能省功斜面的机械效率与哪些因素有关？它的省力情况与机械效率又有什么关系呢？我们该如何测量并探究斜面的机械效率呢？猜想与假设：1．使用斜面不能省功。

2．斜面的机械效率跟它的倾斜程度有关。

斜面倾斜程度越大，机械效率越高。

3．斜面的机械效率与斜面粗糙程度有关，斜面越粗糙，机械效率越高。

设计实验：要证明同学们的猜想是否正确，最好的办法就是做实验，但是在做实验之前，我们必须先设计好实验方案。

讨论完成以下问题：（1）当一个物理量与几个因素有关时，我们用控制变量方法来进行实验。

（2）探究斜面的机械效率，需要测量哪些物理量：物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S。

（3）我们需要哪些测量仪器：弹簧测力计刻度尺。

（4）斜面的机械效率表式：。

（5）你准备怎样测量拉力大小沿斜面匀速向上拉动物体时的拉力。

实验器材：一块长木板、小车、弹簧测力计、刻度尺、几块不相等的木块、毛巾、玻璃、细绳。

实验过程：1．用弹簧测力计测得小车的重力G。

2．用长木板和木块装置成如图所示的斜面，把小车通过细绳与弹簧测力计连接，沿斜面拉动弹簧测力计，把小车匀速拉上斜面。

3．分别从弹簧测力计上读出拉力F，并用刻度尺测出小车移动的距离S和升高的高度h。

4．保持斜面的长度不变，换用不同高度的木块，逐渐增加斜面的高度，做3次实验。

分别将实验数据记录在表格中。

5．保持斜面的高度不变，换用不同的材料铺在木板上，改变斜面的粗糙程度，做3次实验。

分别将实验数据记录在表格中。

设计实验表格表格一表格二3．进行实验：下面就开始实验吧。

同学们边做实验边记录数据。

分析与论证：对实验数据的结果进行分析：1．实验表明，使用斜面______省功（选填“能”或“不能”）。

2．在使用光滑程度一样的斜面，斜面越陡，越________（选填“省力”或“费力”），斜面的机械效率越______（选填“高”或“低”）。

斜面实验报告斜面实验报告引言：斜面实验是物理学中的一种常见实验，通过研究物体在斜面上的运动规律，可以深入了解物体受力和运动的关系。

本实验旨在通过观察和测量斜面上物体的运动情况，验证牛顿第二定律，并探究斜面角度对物体运动的影响。

实验设备与方法：实验所需设备包括斜面、物体（如小车或滑轮）、测量器具（如计时器、测量尺等）。

实验过程如下：1. 将斜面固定在水平桌面上，并调整斜面角度为一定值。

2. 将物体放置在斜面上，确保其初始位置静止。

3. 在斜面上标出一段长度，作为物体的起点和终点。

4. 启动计时器，同时放开物体，记录物体经过起点和终点所用的时间。

5. 重复实验多次，取平均值，以提高实验结果的准确性。

6. 重复以上步骤，改变斜面的角度，进行多组实验。

实验结果与分析：通过实验，我们得到了物体在不同斜面角度下的运动时间数据，并进行了数据处理和分析。

首先，我们可以观察到物体在斜面上的运动趋势。

随着斜面角度的增大，物体下滑的速度也增加，即物体在斜面上的加速度增大。

这与牛顿第二定律的预测相符，即物体受到的合力与加速度成正比。

其次，我们可以通过实验数据计算物体在斜面上的加速度。

根据牛顿第二定律的公式 F = m*a，我们可以将斜面上的重力分解为平行和垂直于斜面的分力。

通过测量斜面角度和物体的质量，我们可以计算出物体在斜面上的合力。

然后，通过牛顿第二定律的公式 a = F/m，我们可以得到物体在斜面上的加速度。

通过多组实验数据的平均值，我们可以得到更加准确的结果。

最后，我们可以进一步探究斜面角度对物体运动的影响。

我们可以通过改变斜面的角度，观察物体在不同角度下的运动情况，并测量其加速度。

实验结果表明，斜面角度越大，物体的加速度越大，即物体下滑的速度越快。

这与我们的预期相符，因为斜面角度的增大会增加物体受到的平行于斜面的分力，从而增大物体的加速度。

结论：通过斜面实验，我们验证了牛顿第二定律，并深入了解了斜面角度对物体运动的影响。