提出问题:小明通过实验探究了使用滑轮不能省功,并测定了滑轮组的机械效率。他想斜面也是一种机械,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:。
(3)我们需要哪些测量仪器:。
(4)斜面的机械效率表达式:。
(5)你准备怎样测量拉力的大小。
实验器材:一块长木板、小车、弹簧测力计、刻度尺、几块高度不相等的木块、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
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
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<