初中直观 · 高中定量拓展 · 机构 · 理想楔块

一个小斜面,怎样推起重物?

无摩擦、准静态楔块,负载只能竖直运动;仅理想机械优势,不模拟自锁。改变楔角,比较推力与举升距离。

问题的来处古典简单机械 · 楔与斜面

楔块举升:问题从哪里来?

斧、凿和楔把一个方向的推力转成另一个方向的作用。长而浅的斜面能省力,却需要更大的输入位移,这一交换贯穿简单机械。

读一段背景,带着问题动手

斧、凿和楔把一个方向的推力转成另一个方向的作用。长而浅的斜面能省力,却需要更大的输入位移,这一交换贯穿简单机械。

本页用理想几何关系比较推力和举升距离。忽略摩擦的楔并不自动自锁,真实接触变形也没有在本页求解。

现在,换你来试改变楔角,比较推力与举升距离。 固定其他条件,亲手将楔角分别设为10和30°,各核验一次;省下的力,是否要用更多水平推进量换回来?

楔块举升

S18 / 机构
今天的问题

省下的力,是否要用更多水平推进量换回来?

独立探索要做什么?

改变楔角,比较推力与举升距离。 固定其他条件,亲手将楔角分别设为10和30°,各核验一次;省下的力,是否要用更多水平推进量换回来?

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
先看一次,再亲手试

从40到5 °逐步改变楔角;这是条件比较,不是物理时间。暂停后可亲手调整。

尚未开始;也可直接使用装置旁的参数控件。
向左推进楔块 · 导向负载右下角接触,只能竖直移动
青色:楔块金块:竖直导向负载底座:水平导轨
看这里 · 理想水平推力267.9492 N

无摩擦模型中能量相等;实际接触摩擦可显著增加推力并影响自锁。

旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。

理想水平推力
267.9492 N
竖向举升
2.6795 cm
输入=输出功
26.7949 J

无摩擦模型中能量相等;实际接触摩擦可显著增加推力并影响自锁。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

启用交互后显示带单位曲线。

换个条件,再想一步

推进距离加倍时,举升和做功怎样变化?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

h=x tanθ;F=W tanθ;Fx=Wh。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

省下的力,是否要用更多水平推进量换回来?

换个条件,再试一次

推进距离加倍时,举升和做功怎样变化?

看哪里?

旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识机构 · 理想楔块涉及的量与单位:楔角(°)、竖向负载(N)、水平推进量(cm)。初中直观 · 高中定量拓展为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:改变楔角,比较推力与举升距离。

再做定量:保持其他条件,比较楔角与理想水平推力(N),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

h=x tanθ;F=W tanθ;Fx=Wh。

对照核验提示:小楔角:楔角 10 °;大楔角:只改变楔角 30 °。按这些题设自己操作并比较理想水平推力,不把参考情景当个人完成。

适用范围:无摩擦模型中能量相等;实际接触摩擦可显著增加推力并影响自锁。

Engineering LibreTexts · 静力学与工程模型(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。