挑山工省力的秘密

王浩

本期“科学主角”：人教版语文四年级下册《挑山工》

课 文 再 现

他们走的路线是折尺形的，从台阶左侧起步，斜行向上，登上七八级，到了台阶右侧，就转过身子，反方向斜行，到了左侧再转回来。每转一次身，扁担换一次肩。这样曲折向上登，才能使挂在扁担前头的东西不碰到台阶，还可以省些力气。

挑山工走折尺形的路线真的可以省力吗？这里蕴含了斜面的相关知识。斜面就是一个倾斜的平面，它是生活中常见的一种简单机械，我们在不知不觉中多次使用过它。今天，我们就通过实验来验证一下吧。

实践出真知

这是一个探究斜面的教具，它可以用来进行三种对比实验。

（一）垂直提取物体对比沿斜面提取物体所需的力

垂直提取小车所用的力是0.56牛，沿斜面拉动小车所用的力是0.38牛。通过对比发现：沿斜面拉动小车用的力较小，说明斜面可以省力。

（二）斜面长度相同时，对比不同斜面高度所需的力

斜面长度不变，当斜面高度为39厘米时（坡度为29度），拉动小车的力是0.39牛；当斜面高度为27厘米时（坡度为20度），拉动小车的力为0.25牛。对比发现 ：斜面长度相同时，高度越低（坡度越小）越省力。

（三）斜面高度相同时，对比不同斜面长度所需的力

把斜面高度固定为30厘米，当斜面长度为80厘米时（坡度为22度），拉动小车的力为0.28牛；当斜面长度为50厘米时（坡度为37度），拉动小车的力为0.42牛。对比发现：斜面高度相同时，斜面越长（坡度越小）越省力。

通过以上实验可以得出：同种情况下，使用斜面更省力，且坡度越小越省力。

挑山工走折尺形路线就是利用斜面高度不变时，延长斜面长度，减小斜面的坡度，从而实现了省力。

发挥大作用

斜面在生活中有着非常广泛的应用，比如螺丝钉的螺纹展开后就是一个斜面，它可以帮助我们更轻松地将钉子旋入木头。猜一猜：长短、粗细都相同的两个螺丝钉，螺纹一个稀、一个密，将它们旋进木头时，哪个更省力？答案是螺纹密的钉子更省力。因为螺纹越密，斜面越长，坡度越小，也就越省力。

既然斜面坡度越小越省力，那我们在建造斜面的时候，是不是坡度越小越好呢？当然不是，斜面的效率也需要考虑。虽然斜面可以省力，但是斜面费距离，物体在长距离的斜面移动时需要更多的时间。因此，在设计斜面时，我们要根据实际情况权衡省力和效率之间的关系。比如过街天桥的引桥，车行道设计得更长是为了让推车的人更省力，而人行道较短是为了节约行走的时间和距离。

生活中还有哪些斜面呢？一起去找找吧。