2018年九年級(jí)物理上冊(cè) 第十一章《機(jī)械功與機(jī)械能》探究影響斜面機(jī)械效率的因素 (新版)粵教滬版

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1、 探究影響斜面機(jī)械效率的因素 通過(guò)學(xué)習(xí),曉東小組知道除了杠桿、滑輪之外,斜面也是一種簡(jiǎn)單機(jī)械,決定探究“影響斜面機(jī)械效率的因素”。還是分成兩組:曉東和章麗一組,楊柳和李銘一組,先各自準(zhǔn)備,后集中展示。 曉東和章麗提出了三種不同的猜想: A.斜面越傾斜,斜面機(jī)械效率越大; B.斜面越傾斜,斜面機(jī)械效率越?。? C.斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度無(wú)關(guān)。 他們首先進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì): 要判斷斜面的傾斜程度是否與斜面的機(jī)械效率有關(guān),必須測(cè)量斜面在不同傾斜程度下的機(jī)械效率;而要測(cè)量效率,首先要弄清把物體勻速拉到斜面頂端時(shí)所做的有用功和總功;而有用功是不用斜面直接用手將物體提升一定高度所

2、做的功,即W有=Gh,所以要測(cè)量有用功,必須用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出物體的重力G,用刻度尺測(cè)出物體上升的高度h;總功是使用斜面將物體勻速提升到相同高度時(shí)所做的功,即W總=FL,所以要用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出將物體沿斜面從底端勻速拉倒頂端時(shí)的拉力F,用刻度尺測(cè)出物體在斜面上移動(dòng)的距離L。 他們搭建了一個(gè)如圖所示的斜面,在不同的傾斜程度下做了三次實(shí)驗(yàn)。 每次實(shí)驗(yàn)時(shí),使用的是同一塊斜面,沿斜面被拉到頂端的也是同一個(gè)木塊;改變斜面的傾斜程度是指改變斜面與水平面的夾角;他們還特別注意在實(shí)驗(yàn)時(shí)把物體沿著斜面往上拉動(dòng)時(shí)勻速而緩慢。 他們進(jìn)一步討論到實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的六個(gè)物理量:被拉物體的重力G、彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F、斜面

3、的長(zhǎng)度L、斜面的高度H、物體在斜面上通過(guò)的距離s、物體上升的高度h。 你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有哪些,請(qǐng)你告訴他們: ① (只填所測(cè)物理量符號(hào));再請(qǐng)你幫助他們寫出用需要測(cè)量的物理量符號(hào)表示斜面的機(jī)械效率的計(jì)算公式:η= ② 。 他們接著進(jìn)行分析:如果猜想C是正確的,則在三次傾斜程度逐漸增大的實(shí)驗(yàn)中,由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入斜面機(jī)械效率的計(jì)算式得到的值應(yīng)該保持不變。如果在三次傾斜程度逐漸增大的實(shí)驗(yàn)中,由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入斜面機(jī)械效率的計(jì)算式得到的值逐漸增大,這說(shuō)明實(shí)驗(yàn)前的猜想A是 ③ (選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的。 楊柳和李銘提供了一個(gè)實(shí)驗(yàn)表格,然后邊實(shí)驗(yàn)邊紀(jì)錄邊講解。

4、實(shí)驗(yàn)次數(shù) 斜面傾角 斜面材料 物重G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面長(zhǎng)s/m 有用功 W/J 總功W/J 機(jī)械效率η 1 30° 玻璃 7 0.5 4.9 1 3.5 4.9 71.4% 2 30° 木板 7 0.5 6.0 1 3.5 3 30° 毛巾 7 0.5 6.5 1 3.5 6.5 53.8% 4 20° 木板 7 0.34 4.9 1 2.38 4.9 48.6%[ 5 15° 毛巾 7 0.26 5.1 1 1.82 5.1 35.7% 下面

5、是他們的分析過(guò)程,如有遺漏的地方,請(qǐng)你幫助補(bǔ)充完成: (1)在第2次實(shí)驗(yàn)中,拉力做的總功是 ④ J,斜面的機(jī)械效率是 ⑤ ; (2)對(duì)比1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出的結(jié)論是:當(dāng)其它條件一定時(shí),斜面越粗糙,斜面的機(jī)械效率就越 ⑥ 。 (3)分析1、4、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出:斜面傾斜程度越大,斜面機(jī)械效率越大。你認(rèn)為他們的結(jié)論正確嗎?如果不正確,存在什么問(wèn)題? ⑦ 。 (4)實(shí)驗(yàn)中他們還發(fā)現(xiàn):斜面材料相同時(shí),斜面傾角越小,斜面越 ⑧ (選填“省力”或“費(fèi)力”)。 綜合兩組同學(xué)的實(shí)驗(yàn),得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為: 斜面的機(jī)械效率跟斜面的粗糙程度和斜面的傾斜程度有關(guān)。在斜面粗糙程度一定時(shí),斜面傾斜程度越大,斜面機(jī)械效率越高;在斜面傾斜程度一定時(shí),斜面越光滑(粗糙程度越?。?,斜面機(jī)械效率越高。 參考答案:①G、F、s、h ②Gh/Fs ③正確 ④6 ⑤58.3% ⑥小 ⑦不正確,沒(méi)有控制斜面的粗糙程度相同 ⑧省力 2

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