Question

下面圖1是小紅在復(fù)習(xí)資料中搜集的一些圖片：

（1）從上圖可見，螺絲釘D實質(zhì)可以看作是我們學(xué)過的一種簡單機械--

斜面

，這種機械叫螺旋．在圓柱體的側(cè)表面上刻出螺旋形溝槽的機械就是螺旋．
（2）螺旋常和杠桿連接在一起使用，達到省力的目的，那么使用螺旋時如何省力的呢？下面以舉重螺旋（千斤頂）為例進行分析．圖2為舉重螺旋的結(jié)構(gòu)示意圖，設(shè)螺距為h，螺旋手柄末端到螺旋軸線的距離為L，當(dāng)螺旋旋轉(zhuǎn)一周時，重物被升高一個螺距．若這個螺旋的機械效率為η，用它將重力為G的物體舉起，需要作用在手柄上的動力F為多少？

Answer 1

分析：（1）斜面是一種簡單機械，其結(jié)構(gòu)模型是一個斜放的板，物體通過在板上移動達到升高的目的．
（2）利用W=Gh先求出舉重螺旋做的有用功；根據(jù)機械效率公式η=

W有用

W總

×100%求出總功；再根據(jù)公式W=Fs即可求出該力．

解答：解：（1）螺絲釘?shù)穆菁y就相當(dāng)于斜面的長度，斜面越長越省力．
（2）根據(jù)題意可知：螺旋旋轉(zhuǎn)一周時，有用功W_有=Gh
當(dāng)作用在手柄末端上的最小力為F時，此時力臂為L，當(dāng)螺旋旋轉(zhuǎn)一周時，F(xiàn)移動的距離是S=2πL
做的總功W_總=FS=F2πL
此時螺旋的機械效率為η=

W有用

W總

×100%=

Gh

F2πL

，
所以最小的力F=

Gh

2πηL

．
故答案為：斜面；需要作用在手柄上的動力F為

Gh

2πηL

．

點評：（1）斜面也是我們?nèi)粘Ｉ�活中常用的一種機械，而螺旋作為斜面的一類在現(xiàn)實生活中也有很廣泛的應(yīng)用；
（2）解決此題的關(guān)鍵是找準哪是有用功，哪是總功．