题目内容

下面图1是小红在复习资料中搜集的一些图片:

(1)从上图可见,螺丝钉D实质可以看作是我们学过的一种简单机械--______,这种机械叫螺旋.在圆柱体的侧表面上刻出螺旋形沟槽的机械就是螺旋.
(2)螺旋常和杠杆连接在一起使用,达到省力的目的,那么使用螺旋时如何省力的呢?下面以举重螺旋(千斤顶)为例进行分析.图2为举重螺旋的结构示意图,设螺距为h,螺旋手柄末端到螺旋轴线的距离为L,当螺旋旋转一周时,重物被升高一个螺距.若这个螺旋的机械效率为η,用它将重力为G的物体举起,需要作用在手柄上的动力F为多少?

解:(1)螺丝钉的螺纹就相当于斜面的长度,斜面越长越省力.
(2)根据题意可知:螺旋旋转一周时,有用功W=Gh
当作用在手柄末端上的最小力为F时,此时力臂为L,当螺旋旋转一周时,F移动的距离是S=2πL
做的总功W=FS=F2πL
此时螺旋的机械效率为η=×100%=
所以最小的力F=
故答案为:斜面;需要作用在手柄上的动力F为
分析:(1)斜面是一种简单机械,其结构模型是一个斜放的板,物体通过在板上移动达到升高的目的.
(2)利用W=Gh先求出举重螺旋做的有用功;根据机械效率公式η=×100%求出总功;再根据公式W=Fs即可求出该力.
点评:(1)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;
(2)解决此题的关键是找准哪是有用功,哪是总功.
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