Question

5．斜面是人們生產(chǎn)和生活中經(jīng)常使用的一種可以省力的簡單機(jī)械．下面是某同學(xué)針對斜面問題進(jìn)行的理論研究的過程．請你幫他完成“理論論證”．
提出問題：使用斜面為什么可以省力？
建立模型：如圖1所示，斜面的長為L，高為h，沿光滑斜面勻速向上拉動重為G的物體，所用拉力為F．
（1）理論論證：運(yùn)用功的原理證明：F＜G．
（2）理論拓展應(yīng)用：圖2所示，山地自行車運(yùn)動員騎自行車爬坡時，常走S形，為什么？

Answer 1

分析 （1）分析表示出有用功和總功，根據(jù)斜面光滑時無額外功，再結(jié)合功的原理可做出證明；
（2）結(jié)合斜面可以省力的特點(diǎn)，可解釋為什么騎自行車爬坡時常走S形．

解答 解：（1）將重為G的物體升高h(yuǎn)，克服重力做的功W₁=Gh，利用斜面做的功W₂=FL，斜面光滑無額外功，根據(jù)功的原理W₂=W₁，F(xiàn)L=Gh，F(xiàn)=Gh/L，因?yàn)長＞h，所以F＜G．
（2）由上面結(jié)論可知，在斜面高度一定時，斜面越長，越省力．騎自行車爬坡時走S形路線，相當(dāng)于延長了斜面的長度，故更省力些．

點(diǎn)評 本題主要考查了功的原理在斜面中的應(yīng)用，要求既要會證明結(jié)論，又能用得出的結(jié)論對生活中的現(xiàn)象做出解釋，學(xué)以致用．