师：同学们，欢迎进入八年级人教版物理第十二章第三节机械效率第二课时的学习。今天这节课的学习目标是：一、能设计实验方案，测量斜面的机械效率；二、通过实验了解斜面的特点；三、通过实验加深理解机械效率，并会用机械效率的公式进行计算。小明遇到一个难题，要把很重的大箱子搬上车，他试着直接搬，可太费劲了。于是他想起上节课学的滑轮组能用来提升重物，可车顶上没挂滑轮的钩子，手边也没滑轮，组装不了滑轮组，这可把他愁坏了。大家有什么好主意吗？老师给他提了个建议，用一块木板轻松搞定。小明用木板搭成一个斜面，沿着斜面就能将箱子推上车了。
这个斜面就是一种简单机械。在生活中，斜面很常见，比如无障碍通道、斜面传送带、登车桥、盘山公路等。当垂直提升重物有困难时，可选择斜面这种简单机械。上节课我们做实验，对比了直接提升物体和用滑轮提升同一物体到同一高度的情况。直接提升物体时，拉力为1.5牛，拉力移动距离为9.8厘米。根据公式W = FS，可算出拉力做功为0.147焦耳。这里要注意，计算时9.8厘米应换算成0.098米。使用动滑轮时，拉力为0.9牛，绳端拉力移动了19.60厘米，同样代入公式计算，可算出拉力做功为0.176焦耳。对比拉力大小可知，使用动滑轮省力了。对比拉力做功大小，发现使用动滑轮多做了一些额外功。如果不使用动滑轮，而是用斜面提升重物，省力吗？省功吗？机械效率是多少呢？接下来我们设计实验方案，测量斜面提升物体的机械效率。在实验室里，用一块长木板和一个木块就能做成斜面。将物体放在斜面底端，沿着斜面向上拉，物体就能提高到一定高度。请同学们回忆上节课知识，什么是机械效率呢？
生：机械效率是使用机械时有用功占总功的百分比。
师：非常正确。根据机械效率的公式η = 有用功÷总功，要测量斜面的机械效率，得先测量斜面的有用功和总功。那什么是斜面的有用功呢？
生：直接匀速拉着物体，提高一定的高度，拉力做的功就是有用功。
师：这位同学提到匀速拉着物体提高一定高度，请问为什么要匀速拉？加速拉动不可以吗？
生：因为加速拉会增加物体的动能，但我们的目的是提升物体到一定高度。
师：回答得非常好，我们使用斜面的目的仅仅是提升物体到一定高度，而不是增加物体的动能，所以只能匀速拉。匀速提升物体到一定高度，拉力F所做的功就是有用功。那如何测量使用斜面的有用功呢？是不是一定要将物体匀速拉着提高，并测量出提高时的拉力和移动距离，才能测出有用功呢？我们来对物体进行受力分析。物体由于被匀速提高，受到的重力和拉力二力平衡，大小相等，所以我们可以直接测量静止时物体重力G的大小，替代F。而竖直方向上移动的距离S称为高度h，所以我们要测量物体的重力和提高的高度。由于使用斜面会将物体提高一定高度，所以我们沿着斜面拉动物体之后再测量高度h就可以了。接下来该考虑如何测量总功了。什么是使用斜面提升物体的总功呢？
生：用斜面提升物体的时候，拉力做的功就是总功。
师：是的，沿着斜面把物体从斜面底端拉到一定高度，拉力做的功就是总功。那如何测量总功？
生：沿着斜面匀速拉着物体移动，直到物体升高到相同高度，需要测量拉力的大小和物体沿斜面移动的距离。
师：说得非常好，根据总功的计算公式，总功 = F拉×S，要用测力计拉着物体沿斜面匀速运动一段距离，读出拉力F的大小，再用刻度尺量出物体沿斜面运动的距离S就可以了。实验方案设计好了，有位同学根据对实验的理解写出了实验步骤，我们一起来看一下。一、用卷尺测出斜面最高处距离水平地面的垂直距离，记为H；二、用弹簧测力计测出木块的重力，记为G；三、用弹簧测力计将木块匀速拉到斜面最高处，记录拉力为F；四、用卷尺测出斜面长度，记为S。请大家注意斜面长度这句描述，我们在图中标注出来，请你仔细想一想，有什么不当吗？
生：物体运动距离应该是左侧到左侧的距离，或者右侧到右侧的距离，斜面长度是左侧到右侧的距离，这样是错的。
师：这位同学回答得非常严谨。由于物体有一定的体积大小，并不是一个点，所以物体沿斜面的运动距离并不是长木板的长度。按照刚刚这位同学的说法，物体沿斜面运动的距离应该这样测量：右侧到右侧的距离，或者左侧到左侧的距离。大家一定要注意这些细节。我们再来看这一句，斜面最高处距离水平地面的垂直距离是不是也有问题呢？
生：斜面最高点离地距离不是物体升高的距离，因为物体不是从地面开始运动的，长木板有厚度。
师：这位同学观察得非常仔细。物体开始运动的地方并不是地面，而右边测量的高度h却是从地面开始的，这样测量有问题。那怎么样解决这个问题呢？
生：把物体开始运动时的离地距离也测量出来，剪掉就行了。
师：就是这个起点高度。把终点高度和起点高度分别测量出来，相减就可以求出物体升高的距离了。根据热心同学的建议，这位同学改正后又写了一次实验步骤，我们一起来看一下。实验步骤可以借助做图标注来辅助说明，这样比纯文字表达更容易理解，大家要掌握这项技能哦。按照这个实验步骤，同学们可以做实验了，我们一起来观看一位同学的实验操作过程。
（播放实验视频）检查拉力计的弹簧是否拉伸自如，对测力计进行调零。测量木块的重力为1.8牛。将木块放在斜面底端。用刻度尺测量，此时的起点高度为5.80厘米。沿着斜面匀速拉动木块，测力计示数1.4牛，将木块拉到一定高度后停止下来。用刻度尺测量终点高度为13.00厘米。在木块的终点位置做好标记。用卷尺测量木块沿斜面移动的距离为51.00厘米，记录实验数据，完成。