师:同学们,大家好,欢迎来到孙老师的科学课堂,一起探究科学的神奇魅力。为完成今天的实验探究,请准备好以下实验器材。都准备好了吗?我们开始上课。今天波波遇到个难题,我们一起来听听。“有什么办法不用大机器就能将大油桶搬上卡车?”大家愿意帮帮他吗?和身边的人讨论一下。我们来听听冰冰和妍妍是怎么想的。
生:我觉得只要两个人用一个大木棒把油桶抬上去就可以了。
生:不好不好,这样太费力气啦。只要找一大块长木板搭在车和地面上,像这样一个人向上推就可以了。
师:谁的方法更好呢?嗯,都认为妍妍的方法更好呀。那我们再一起来看看。像这样,人们常在低处和高处之间设一个斜坡,以便把重物从低处移到高处。这个斜坡叫做斜面,斜面也是一种简单机械。现在,大家能根据刚才的情境提出一个有关斜面的问题吗?我们来听听。
生:要把一个物体提高到一定高度,利用斜面和不用斜面有什么不同?
师:那你的猜想是?
生:我的猜想是利用斜面可能省力。
师:猜想是否正确,必须通过实验来探究。那大家认为应该怎样探究呢?先听听波波和妍妍是怎么想的。
生:如果要探究利用斜面能否省力,可以选择一个物体,用测力计测量直接提升重物所需要的力,再设一个斜面,用测力计测量沿斜面拉重物所需要的力,比较这两个力的大小,就知道利用斜面能否省力了。用一个物体还不能完全说明问题,为了更有说服力,可以再多选两个物体来试验比较。
师:说得真棒!在用不同物体实验时,要控制哪些条件,改变哪些条件呢?对,要控制斜面的高度,改变物体的重量。因此,我们需要的实验器材有斜面、三个不同重物、弹簧测力计。老师整理了一下实验步骤,一起来听听。
实验步骤一,用弹簧测力计测量直接提升重物所需要的力。二、用弹簧测力计测量沿斜面拉重物所需要的力。三、改变重物,重复一、二步骤。
听明白了吗?实验时,再听听老师的提示。
温馨提示:一、只能改变物体的重量,不能改变斜面的高度。二、匀速直线拉弹簧测力计,边拉边读。三、注重小组合作,边实验边记录。
好了,下面开始实验,不要忘记把实验收集到的数据填在试验记录单上。现在看看老师是怎么做的。实验器材有带木板的盒子、三个质量不同的重物、弹簧测力计和一块长木板。来看一下弹簧测力计,它的量程是5牛,最小分度值也就是相邻两个格之间表示0.1牛。再看它的指针是否对准0刻度线。用长木板设一个斜面,这是物体i。用测力计测量直接提升重物时所需要的拉力。把物体i放在斜面上,沿斜面匀速拉动,这时的拉力是0.4牛,这是物体b。测量直接提升物体b所需要的拉力是2牛。把物体b放在斜面上,沿斜面匀速拉到,测量出此时的拉力是0.9牛,这是物体c。直接提升物体c所需要的拉力为3牛。把物体c放在斜面上,沿斜面匀速拉,测量出此时的拉力是1.5牛。再来看看老师收集到的证据,我们不难发现,三个重物都是直接提升重物所需要的力大于沿斜面拉物体所需要的力,现在大家能得出什么结论呢?我们来听听。
生:直接提升重物所用的力大于沿斜面提升重物所用的力,说明斜面可以省力。
师:不错,说明斜面可以省力。现在波波知道了使用斜面可以省力,所以可以利用斜面把油桶移到卡车上。但是他又有了新问题,一起来听听。“现有两块一样结实的木板,一长一短都能从地面搭到车厢,选用哪块呢?”
要想解决这个问题,我们先来认识一个新的概念。长木板和短木板可以设一个斜面,这时斜面与水平面就会形成一个夹角。可以看出长木板与短木板与水平面的夹角的度数不同,所以我们把斜面与水平面的夹角叫做斜面的坡度。由图可知,在车高度相同时,斜面越长,坡度越小。那现在根据刚才的情境,又想提出有关斜面的什么问题呢?我们来听听。
生:要把一个物体提高到一定高度,利用坡度不同的斜面所用的拉力也不同吗?
师:现在你的猜想是?
生:拉力的大小可能与坡度有关。
