Question

5．斜面是人們生產和生活中經常使用的一種可以省力的簡單機械．下面是某同學針對斜面問題進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：運用功的原理證明：F＜G．
（2）理論拓展應用：圖2所示，山地自行車運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，根據斜面光滑時無額外功，再結合功的原理可做出證明；
（2）結合斜面可以省力的特點，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，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，根據功的原理W₂=W₁，FL=Gh，F=Gh/L，因為L＞h，所以F＜G．
（2）由上面結論可知，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，相當于延長了斜面的長度，故更省力些．

點評 本題主要考查了功的原理在斜面中的應用，要求既要會證明結論，又能用得出的結論對生活中的現象做出解釋，學以致用．