题文

斜面是一种简单机械，如图所示，沿斜面向上推物体，这样举高物体可以省力．   （1）在不计物体与斜面摩擦的情况下，利用功的原理推导：推力F与物体重力G、斜面长s、斜面高h之间的关系式． （2）螺丝钉是被拧成圆柱形的斜面，螺丝钉上的螺纹就像图（甲）中形成的纹路，一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度．仔细观察如图（乙、丙）所示的两个螺丝钉，你认为，使用哪个螺丝钉更省力？试说明原因．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）斜面也是一种简单机械，当我们利用斜面把重物推到高处时，如果不计摩擦力，已知斜面长为s，高为h，重物所受的重力为G，根据机械功的原理，推力F所做的功WF就应当等于不用斜面而由人直接将该重物提到同一高度时克服重力所做的功WG，即：WG=Fs=Gh，所以F=Gh/s，可见，用斜面搬运重物可以省力． （2）螺丝钉．如果把螺丝钉的螺纹展开，可以看到螺纹与钉子构成一个斜面．将螺丝钉沿着螺纹拧进木头里，实际是沿着斜面将它拧进去的，所以比直接将钉子钉进去要省力．乙螺丝钉使用起来更省力．因为乙螺丝钉螺纹密、螺线长，相当于斜面较长，斜面高度一定时，斜面越长，使用起来越省力．

据专家权威分析，试题“斜面是一种简单机械，如图所示，沿斜面向上推物体，这样举高物体..”主要考查你对  功的原理，其他简单机械：轮轴和斜面  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的原理其他简单机械：轮轴和斜面

考点名称：功的原理

• 使用任何机械都不省功。

• 功的原理：
  1．忽略机械自重和摩擦时，使用简单机械所做的功等于不使用机械而直接用手做的功。或者说使用机械不省功。如果直接用手把重为G的物体提升一个高度h，手使用的力就是G，手移动的距离就是h。手做的功是W₁=G·h。如图所示，使用动滑轮，手用的力变了G/2(不考虑动滑轮的重及摩擦)，手移动的距离变了2h。
  
  使用动滑轮时手做的功Gh。可见，W₂=W₁，即有：使用机械时对物体做的功等于不使用机械时而直接对物体做的功。结论：在不考虑机械的重力和相关的摩擦力时，使用机械不省功——功的原理。
  
  2．功的原理对于任何机械都适用，它是成立在一种“理想化的状态”前提下的。例如，杠杆、滑轮都是不考虑机械自身的重力及工作时的摩擦力，而这些又都是客观存在的，所以在应用功的原理进行计算时，是一种“理想化”状态下的计算。
  
  3．使用简单机械可以省力，或者可以省距离，但省力必然费距离，省距离必然费力，即力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个不变量。例如，动滑轮做功，由于有两根绳子承重，所以可以省一半的力，但绳端却要移动两倍的距离，因此，将功定义为力和物体在力的方向上移动的距离的乘积。有时使用机械，即不省力，也不费力，但可以使做功方便，如改变力的方向。

考点名称：其他简单机械：轮轴和斜面

• 轮轴定义：
  由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。(如图)
  

  斜面定义：
  是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面：是一种省力的简单机械。
  

• 轮轴：
  1．轮轴的实质：是—个可以连续转动的杠杆。(如图)
  
  2．轮轴的特点：轮半径是轴半径的几倍，加在轮上的力就是加在轴上的力的几分之一。即：
  
  3．轮轴的功能：一是改变用力的大小；二是改变物体的运动速度。
  4．生活中的轮轴：如：辘轳、汽车方向盘、门把手、扳手等。
  
  斜面：
   特点：因为斜面是一种省力的简单机械(如图所示)。若忽略摩擦，斜面长是斜面高的n倍，拉力就是物体所受重力的n分之一。即：
  F一沿斜面拉力
  G一物体重力
  L一斜面长
  h一斜面高
  从公式中可知：斜面越长，越省力。