Question

小明和爸爸、妈妈去爬山，山坡很陡，举步维艰．前面几个游人却脚步轻快．小明注意到他们不是沿直线走，而是迂回走“之”字，在山坡上走的路程越长会越省力吗？怎样证明他的猜测？

Answer 1

答案：
解析：

使用任何机械都不省功，在理想情况下，即忽略摩擦的条件下，使用斜面所做的功等于不用斜面直接做的功．爬山的过程就是克服自身重力做功的过程，只要测出自身的重力G以及上升的高度h，就可以用公式W＝Gh计算出所做功的多少；人沿斜坡这个机械前进时所做的功可以用人克服摩擦力F和沿斜坡前进的距离s的乘积计算，即W＝Fs，而这两个功相等，即Gh＝Fs，显然，斜坡s越长，人爬山所用的力F就越小． 　　在理想情况下(忽略摩擦和机械自身的重力等产生额外功的因素)使用机械，使用机械所做的功等于不用机械直接做的功．利用这个规律可以解释许多现象，如省力的杠杆费距离，费力的杠杆省距离，盘山公路总是修得盘旋曲折而不是直通山顶，等等． 　　探究：器材：木块、两个长短不同的木板、弹簧测力计、细线等． 　　设计实验：①在桌面上把较短的木板支起，做成斜面； 　　②把木块放在斜面上，用弹簧测力计匀速拉动木块，记下这时弹簧测力计的示数为F1； 　　③换用较长的木板，做成斜面，使两次斜面的高度相同； 　　④把木块放在斜面上，用弹簧测力计匀速拉动木块，记下这时弹簧测力计的示数为F2； 　　⑤比较两次拉力的大小，得出结论． 　　进行实验，将实验数据填入表格中： 　　分析与论证：①如果两次实验弹簧测力计的示数一样，则说明是否省力与斜面长度无关；②如果长斜面上弹簧测力计的示数较大，则说明斜面越长越费力；③如果长斜面上弹簧测力计的示数较小，则说明斜面越长越省力． 　　探究结论：实验表明长斜面上弹簧测力计的示数较小，说明在其他条件相同时，斜面越长越省力．