Question

14．斜面是人们生产和生活中经常使用的一种可以省力的简单机械．下面是某同学针对斜面问题进行的理论研究的过程．请你帮他完成“理论论证”．
提出问题：使用斜面为什么可以省力建立模型：如图1所示，斜面的长为L，高为h，沿光滑斜面匀速向上拉动重为G的物体，所用拉力为F．
（1）理论论证：运用功的原理证明：F＜G．
（2）理论拓展应用：山地自行车运动员骑自行车爬坡时，常走S形，为什么？

Answer 1

分析 （1）由功的公式求出物体直接被提高与沿斜面上升所做的功，然后证明所提出的问题；
（2）使用斜面可以省力，斜面越平缓越省力，但同时也就越费距离，据此分析判断．

解答 解：
（1）将重为G的物体升高h，
动力所做的功W₁=FL，克服阻力所做的功W₂=Gh，
根据机械功的原理W₁=W₂，
即FL=Gh，F=$\frac{h}{L}$G，
因为L＞h，所以F＜G．   
（2）由上面结论可知，在斜面高度一定时，斜面越长越省力；骑自行车爬坡时走S形就起到了在不增加斜面高度的情况下增大了斜面长度，故骑车就更省力些．

点评 （1）熟练应用功的计算公式、功的原理是正确解题的关键；
（2）斜面也是我们日常生活中常用的一种机械，而螺旋作为斜面的一类在现实生活中也有很广泛的应用，学习中要注意理论联系实际，养成善于观察，勤于思考的良好习惯．