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【文章简介】探究斜面的机械效率并提出问题:小明通过实验探究了使用滑轮不能省功,并测量了滑轮架的机械效率。 他认为斜面也是一种机器,所以使用斜面可以省功,如果不是的话,斜面机械效率高的原因是什么? 其省力情况与机械效率有何关系?如何测量和探究斜面的机械效应?
【文本】
探究斜面的机械效率 探究斜面的机械效率:小明通过实验探究了使用滑轮不能省功,并测量了滑轮架的机械效率。 他认为斜面也是一种机器,所以使用斜面可以省功,如果不是的话,斜面机械效率高的原因是什么? 其省力情况与机械效率有何关系? 如何测试和探索斜面的机械效率? 猜测和假设: 1、使用斜面不能省力。 2 边坡的力学效率与其坡度有关。 坡度越大,机械效率越高。 3 边坡的机械效率与边坡的粗糙度有关,边坡越粗糙,机械效率越高。 设计实验:证明朋友的猜想是否正确的最好方法就是做实验,而在做实验之前,我们首先要设计实验方案。 讨论完成以下问题:(1)当一个数学量与多个诱因相关时,我们用方法进行实验。
(2)探究斜面的机械效率,需要检验哪些数学量:。 (3)我们需要什么检测仪器:。 (4)斜率的机械效率表达式:。 (5)你打算如何检测拉力的大小。 第1页实验设备:长木板、小车、弹簧测力计、秤、几块不等高的铁块、毛巾、玻璃、绳子。 实验过程: 1 用弹簧测力计测量卡车的重力G。 2 用长木板和铁块形成如图所示的斜面,通过绳子将小车与弹簧测功机连接,沿斜面驱动弹簧测功机,将小车匀速拉上斜面速度。 3、分别从弹簧测力计上读取拉力F,并用刻度尺测量车辆的距离S和下降高度h。 4、保持斜面宽度不变,更换不同高度的铁块,逐渐降低斜面高度,做3次实验。 将实验数据分别记录于表中。 5 保持斜面高度不变斜面机械效率实验,用不同的材料铺在木板上。
改变斜坡的粗糙度并做3次实验。 将实验数据分别记录于表中。 设计实验表格 表1 实验次数 坡度 坡度材料 坡度高度/m 车重/N 有用功/J 页 2 坡宽/m 拉力/N 总功/J 机械效率 1 慢板 2 陡板 3 最陡板 表2 实验次数 倾斜坡度 倾斜材料 倾斜高度/米 卡车重量/N 有用功/J 倾斜宽度/米 拉力 第 3 页/N 总功/J 机械效率 1 更陡的浴巾 2 更陡的木板 3 更陡的 玻璃实验 3:下面我们就开始实验吧。 朋友一边做实验一边记录数据。 分析与论证: 分析实验数据结果: 1 实验表明,使用斜面节省工作(选择“可以”或“不能”)。 2 使用相同光滑度的斜坡时,斜坡越陡,则越多(选择“省力”或“省力”),斜坡的机械效率越高(选择“高”或“低”)。 Page 4 3 使用具有相同倾斜度的斜坡。
坡度越粗糙,坡度越高(选择“省力”或“省力”),机械效率越高(选择“高”或“低”)。 交流与讨论: 1 实验中存在哪些不足? 是否存在以下问题:检测张力时,物体不能匀速驱动,弹簧测力计不是固定的,而是移动的,不易读数,张力的检测偏差较大。 斜角宽度和斜角高度的检测也存在一定偏差。 因此,我们在测试时一定要特别注意,这样才能提高实验的成功率。 2 小明课题组的同事完成之前的实验探索后,小明形成了另一个猜测:“斜面的机械效率也可能与斜面上提升的物体的重量有关”,因此他们选择了铁块与体积相同的长方体、铁块和斜面,与上述实验步骤类似,进行实验探索,并根据实验数据总结推论。请把实际情况告诉小明的同事
参考:他们选择了一个体积相同的长方体铁块,一个铁块和一个斜面装置斜面机械效率实验,实验似乎改变了被提升物体的重量,并且因为铁块与斜面之间的摩擦力为不等于石头与斜面之间的摩擦力,在不控制摩擦力的情况下数学量相等,因此实验研究的推论不可信。第5页