楼梯,你是真斜还是假斜?
萧山区义蓬三小:杨君
刚上完斜面这一课,有学生就提出楼梯是斜面。但我当时就和学生讲楼梯其实没有省力,所以我认为不是斜面。但是今天又碰见一个老师提起这个问题,我很疑惑,网上也没有统一的答案。虽然也看到一些专家的意见,但是我还是有几个点非常疑惑,所以提出来和大家探讨。
1、什么是斜面?
2、斜面除了能省力,还有其他作用吗?
3、是不是所有的斜面一定都省力?
我把这个问题抛到网站和论坛,大家也意见纷纷,当在讨论的过程中,我突然想明白了,我认为楼梯在走的过程中没有省力,他只是把一定的台阶分成了若干个平面。如下图:


走这两个楼梯,我们跨得每一个台阶用力都是一样的,那么为什么我们感觉走右边的楼梯感觉省力呢?我觉得是右边的楼梯走到顶得时间比左边楼梯用的时间长,所以感觉轻松一点而已。
我们再对走楼梯的过程进行受力分析。如图所示:


当然有人也对这个受力分析提出疑问,没有水平受力情况,我认为这个省力主要是克服重力来说的省力情况分析,所以水平受力情况可以不分析。
我们上科学课的时候的出过这样的结论:斜面都能省力,而且坡度越小越省力,坡度越大省力越少。(这个观点大家一致同意,省网论坛都这个意见。http://www.zjxxkx.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=1&Id=7124),但是我们的楼梯没有达到这个要求,楼梯整个过程没有看到省力。
那么我们再来看斜面为什么会省力,我们看斜面的分析图:


此时,我们需要的力只是重力的一个分力而已,肯定比重力轻,所以能达到省力的效果。这是我认为楼梯不是斜面的原因之一。
再从做功的角度来分析,当一个力作用在物体上,并使物体在力的方向上通过了一段距离,力学中就说这个力对物体做了功。。做功的两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。做功的公式:W=FS,我们分析楼梯的做功,这里的距离其实只有垂直距离,所以,当做功相同时,力的方向上得距离是相同的,那么受力也是相等的,也就是没有省力,也正好解释为什么坡度虽然小了,但是没有省力的真正原因。
综上所述,我认为楼梯不是斜面,充其量只是一个把一个较高的高度分割成若干个较低高度的平面。
到此,我觉得以上问题我已经能得出一些结论:斜面是一种简单机械,初中物理第一册中指出,用斜面提升重物,“使物体升高相同的高度,斜面越长越省力”。斜面都能省力,不能省力的肯定不是斜面!
[此贴子已经被作者于2011-10-3 0:13:00编辑过]