Question

1．科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)：“理想狀態(tài)下，人對機(jī)械所做的功等于不用機(jī)械直接對物體做的功”；即“使用任何機(jī)械都不省功”．
（1）請寫出推導(dǎo)過程：將一個(gè)重為G的物體，拉到長S，高h(yuǎn)的斜面頂端，拉力F至少要多大（用S、G、h表示）F=$\frac{Gh}{L}$．
（2）既然使用任何機(jī)械都不能省功，甚至還要多做額外的功，那為什么還要設(shè)計(jì)使用各種機(jī)械呢？請舉例說明在遇到什么情況下，選擇哪種相應(yīng)的簡單機(jī)械．

Answer 1

分析 （1）因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械都不能省功，所以沿斜面對物體所做的功等于直接將物體舉高所做的功．據(jù)此利用公式表示出拉力F的大��；
（2）使用機(jī)械可以在省力、改變動力的方向或移動的距離上得到好處，給人們帶來方便，做到方便快捷等；使用機(jī)械有這么多的好處，這正是人們使用機(jī)械的目的，但使用任何機(jī)械都不能省功．

解答 解：（1）沿斜面對物體所做的功W=FL；
直接將物體舉高所做的功W′=Gh；
由功的原理可知，W=W′，即FL=Gh；
所以拉力至少為：F=$\frac{Gh}{L}$．
（2）雖然使用機(jī)械不能省功，但使用機(jī)械有許多好處：
①使用機(jī)械可以改變動力的大小，如起重機(jī)上的滑輪組可以省力；
②使用機(jī)械可以改變動力的方向，如升旗時(shí)所用的定滑輪可改變用力方向；
③使用機(jī)械還可以省距離，如釣魚桿使用時(shí)，手移動較小的距離就可以使魚鉤一端移動較大的距離．
故答案為：（1）F=$\frac{Gh}{L}$．
（2）用機(jī)械可以改變動力的大小，如起重機(jī)上的滑輪組可以省力（合理即可）．

點(diǎn)評 解決此題的關(guān)鍵是利用功的原理進(jìn)行分析求解．同時(shí)，要知道雖然使用機(jī)械不能省功，但使用機(jī)械有許多好處．