师:上课,同学们好!
生:老师好!
师:请坐。今天老师在上学路上看到了这样一幕,想请咱们班同学帮忙解决个问题。你们觉得直接抬轮椅上下台阶费力吗?
生:费力。
师:那你们有什么好方法来解决呢?
生:可以在台阶上搭个斜面。
师:像这样子的吗?嗯,很好。在科学上,我们把这种倾斜的面称之为斜面。今天,我们就来研究一下斜面。当我们在台阶上搭建了这样一个斜面之后,再推轮椅上和下会有什么优势呢?
生:会更方便推轮椅。
师:更方便,那上和下的方便程度是一样的吗?
生:有区别。如果把轮椅往上抬,会受到一定阻力;而把轮椅往下推,不会受到很大阻力。
师:往上推的时候比原来不搭建这个斜面,是省力还是费力呢?
生:往上推的时候虽然也要用力,但比之前直接抬要更省力,往下推的时候也会更省力。
师:他说得很完整。有谁还可以再补充一下,往下推的时候优势在哪里?第四组4号同学。
生:因为斜面是斜的,所以下坡下楼梯的时候会更平缓一些,而楼梯是一阶一阶的,下坡下楼梯的时候就会很陡。
师:所以你也认同前面同学的观点,就是搭建一个斜面会更省力,对不对?好,今天我们就来探究一下,斜面到底会不会省力。首先,我们来验证一下,沿斜面往上会省力吗?谁能设计一个实验方案,来验证沿斜面提升物体比直接提升物体更省力?大胆说说你们的想法。
生:觉得可以放一个测量力的器材,然后一个是把物体勾住直接往上提,另一个是把物体从斜面上往上提。
师:请坐。谁来帮忙完善一下?我们把直接提升的力简称为f直,把沿斜面提升所用的力简称为f斜。当这两个力呈现什么关系的时候,就可以证明沿斜面往上是省力的呢?
生:如果这两个力大小不同,我们就可以做比较,来验证沿斜面往上是否省力。
师:嗯,好。到底是哪个力大,哪个力小的时候,能够验证斜面省力呢?
生:当f斜小的时候,也就是f直大于f斜的时候,就可以验证斜面是省力的。
师:同学们逻辑思维能力非常严谨啊。根据刚刚的方案,老师已经为大家准备好了以下材料,第一个是斜面,第二个是钩码,你们还需要其他材料吗?
生:我们需要一个测力计。
师:需要测力计干什么呢?
生:来测量,测出两个对比的力。
师:非常棒,我们还需要一个弹簧测力计。方案有了,材料也有了。现在老师给大家2分钟时间,重点解决这三个问题。第一个,具体的实验步骤,刚刚讲到直接提,是从哪里提到哪里?沿斜面提又是从哪里提到哪里?第二个,我们实验记录的内容是什么?第三个,这个实验有什么注意事项?听清楚了吗?好,时间2分钟,和小组成员讨论一下,现在开始。
(2分钟后)
师:时间到,看大家讨论得很激烈。现在我们来依次解决这三个问题。第一个,实验步骤,两种提升方式分别是怎么拉的?积极发言,说错了也没关系,课堂就是来解决大家困惑的。二组5号男生。
生:我认为第一步是找一个斜坡,在上面取一个点,将一个物体放在底端,用弹簧测力计的钩子钩住物体,一直拉到标记的线处,看弹簧测力计指标到了哪里,记录下来。然后再把物体放在下面,用钩子把它钩到标记的点上面,看看直接拉的力是多少,然后对比,如果直接拉的力比斜坡拉的力大,那么就是斜坡省力。
师:他说得非常完整,但可能有同学没听清楚。你来给大家演示一下。这里A点是底端,B点是高点,两种拉的方式,你来演示一下分别是怎么拉的。
生:首先第一次是沿斜坡拉。第二种方式是从旁边垂直拉到B点,然后再进行对比。
师:大家都看清楚了吗?谢谢。有没有和他方案不一样的?你说说,哪里不一样?
生:我们组是先测出钩码本身的重力,再分别测出直接拉和沿斜坡拉的力,然后减去重力再做比较。
师:为什么要减去重力呢?
生:因为我们觉得直接拉好像是在测它的重量。
师:那沿斜面拉的时候跟重量就没关系了吗?其实刚刚那位男生的方案已经比较完善了,沿斜面拉从A点到B点没问题。但他垂直拉的时候起点在B的正下方,和沿斜面拉的起点A处不同。如果要控制变量,第二次垂直拉的起点也应该在A点,只是这次要用竖直提升的方式从A点提升到B点,是不是这样?通过大家群策群力,我们把步骤顺利弄出来了。第二个问题,这个实验重点要记录的内容是什么?
生:斜面省力嘛,就是要有个对比。
师:那我们要测出什么才能进行对比呢?再想一想,到底要测出什么力进行对比。二组3号男生。
生:要测出直接拉的拉力跟斜面上的拉力。
师:非常棒,测出f直和f斜,大家综合素质很强啊。来看最后一点,这个实验有哪些注意事项呢?后面3组和6组不太积极,第六组女生你来。
生:要注意弹簧测力计,先要归零。
师:这是个非常棒的点,要归零。还有没有?
生:看数值的时候,一定要和刻度平齐。
师:读数的时候要平视。你来。
生:除了必要因素以外,其他因素不变。
