※第四章4.1G 斜面和机械的综合运用
[学习目标]
1. 知道什么是斜面。
2. 知道知道斜面是简单机械之一,可以省力并知道高度一定时斜面越长越省力。
3. 了解斜面在生产和生活中的应用。
4. 知道在实际的机器中往往结合了几种机械的使用。
[知识解读]
1. 什么是斜面。
把重物沿着搁在车上的木板可以推上车,这样放置的木板就是一个斜面,斜面也是一种简单机械。
2. 斜面可以省力。
通过实验可以知道使用斜面使物体匀速升高的拉力F2小于直接匀速提升物体所用的拉力F1。如图所示。
斜面省力多少与哪些因素有关呢?
如图所示,斜面的长为L,斜面的高为h,将重为G的物体沿斜面匀速推到斜面的顶端,若不计摩擦,沿斜面向上推的力F的大小与斜面的坡度有关。
斜面的h/L比值越大,坡度越陡;斜面的h/L比值越小,坡度越平缓,越省力。根据物理学原理,我们发现:斜面长是斜面高的几倍,推力就是物重的几分之一。
即
3. 斜面在生产和生活中的应用。
根据斜面省力的原理,可以知道:当斜面高度一定时,斜面越长越省力。因此斜面在生产和生活中得到了大量的运用。如盘山公路,就是相当于在高度不变的情况下,增加斜面的长度,从而达到省力的目的,再例如南浦大桥的引桥造的很长,盘旋而上。
在我们的生活中,还应用了一些变形斜面,例如我们上楼时走的楼梯是变形的斜面;螺丝钉上的螺纹也是变形的斜面,都可以达到使用时省力的目的。
4. 机械的综合运用
我们已经认识了杠杆、滑轮、轮轴、斜面四种简单机械。在我们周围许多地方都应用了简单机械。而生产和生活中的机器往往运用了几种机械。
如图所示我们以常见的自行车为例,分析自行车上运用到的简单机械的知识。
自行车主要运用到了杠杆和轮轴的知识。
①自行车上的杠杆
A、控制前轮转向的杠杆:自行车的车把,是省力杠杆,人们用很小的力就能转动自行车前轮,来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。
B、控制刹车闸的杠杆:车把上的闸把是省力杠杆,人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上。
②自行车上的轮轴
A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮:组成省力轮轴(脚蹬半径大于花盘齿轮半径)。
B、自行车手把与前叉轴:组成省力轮轴(手把转动的半径大于前叉轴的半径)。
C、后轴上的齿轮和后轮:组成费力轮轴(齿轮半径小于后轮半径)。
[经典例说]
【例1】工人在劳动中为了方便,利用一个斜面将一个重为106牛顿的机座升高0.5米,斜面长为4米,若不计摩擦阻力,机座在斜面上作匀速直线运动,求沿斜面对机座的拉力有多大?
【思路点拨】正确理解题中所给数据,依据斜面省力的原理,代入公式求解。
已知:G=106牛顿L=4米h=0.5米
求:拉力F
解:
答:沿斜面对机座的拉力是1.25×105牛顿。
【例2】如图所示,物体G所受到的重力大小为40N,将该物体放在倾角为300的光滑斜面上,用平行于斜面的拉力F使物体沿斜面匀速向上移动,此时拉力F2的大小为多少?
【思路点拨】题目中没有提到斜面的高和长分别为多少,但斜面省力多少是由斜面的坡度决定的,题目中的30°是一个有用的线索,。
【解】拉力
[跟踪训练]
一、填充题
1.斜面是一种_________机械,使用斜面能___________,但要____________。
2.拉着重车上坡走S形路线是为了增大爬坡的___________,达到省________的目的。
3.若使用长是高5倍的斜面,那么用200牛的力最多可以把________牛的重物推上斜面。
4.将一块光滑木板的一端搁在1米高卡车板上,另一端搁在地上。要想用200牛平行于斜面的力把700牛的重物匀速沿木板推上卡车,这木块至少应__________米长。
二、选择题
5.甲、乙两个光滑斜面,甲斜面高是乙斜面高的2倍,甲斜面长是乙斜面长的3倍,若在甲、乙两个斜面上匀速移动同一重物,则所用推力之比为 ( )
(A)2∶3 (B)3∶2 (C)l∶1 (D)1∶6。
6.如图所示,用力将质量为50千克的重物沿30°的光滑斜面推到斜面顶端,所用推力F大小为 ( )
(A)490牛
(B) 980牛
(C)245牛
(D)150牛
7.如图所示,用150牛的推力F将物体A沿光滑斜面c推到斜面顶端,斜面高a=3米,斜面的另一直角边b=4米,则该物体A的重力大小为( )
(A)150牛
(B)450牛
(C)600牛
(D)250牛
三、计算题
8.某直角斜面可采用图中的(a)、(b)两种方式放置
在水平面上,用绳子把重20牛的物体匀速沿斜面由坡
底拉到坡顶。已知AB=4米,BC=3米,物体与斜面的
摩擦忽略不计,试求:两图中,绳子的拉力F1和F2各是多大
答案
1、 填空题
1.简单; 省力; 费距离。 2.长度;省力。 3.1000。 4.3.5。
2、 选择题
5.A 斜面长是斜面高的几倍,推力就是物重的几分之一,即,代入比较,所以选(A)。
6.C 斜面省力多少是由斜面的坡度决定的,
所以推力。
所以选(C)。
7.D 利用勾股定律求出斜边C=5米,再代入公式,所以选(D)。
3、 计算题
8.因为是直角三角形,直角边AB=4米,直角边BC=3米,
根据勾股定律,斜边AC=5米。物体与斜面的摩擦忽略不计。
图(a)中,拉力
图(b)中,拉力
答:F1=12牛;F2=16牛。
F2
F1
F
G
L
h
第6题图
第7题图
第8题图