Question

19．轆轤就是輪軸的一種，它的側(cè)面圖如圖甲所示，轆轤也可以看成是杠桿的變形，轆轤繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心就是支點(diǎn)，轆轤的把手轉(zhuǎn)動(dòng)一圈就是如圖所示的輪，作用在把手上的力為動(dòng)力F₁，井筒對(duì)軸向下的拉力是阻力F₂，請(qǐng)?jiān)谵A轤的側(cè)面圖上畫出轆轤的杠桿示意圖．通過(guò)示意圖可以發(fā)現(xiàn)轆轤是省力杠桿．

選用身邊的器材探究輪軸的特點(diǎn)完成實(shí)驗(yàn)，如：圓珠筆芯（可以選用油性筆筆芯或普通圓珠筆筆芯，如圖乙所示），若手頭沒(méi)有圓珠筆芯也可以選用其它一頭粗一頭細(xì)的筆代替．該實(shí)驗(yàn)不考慮摩擦力不同對(duì)結(jié)果的影響．
筆頭部分油性筆筆芯普通圓珠筆筆芯說(shuō)明：筆芯的前面較細(xì)的金屬部分為筆頭，后面較粗的塑料管為筆管
（1）左手捏緊筆管，右手旋轉(zhuǎn)筆頭，則左手不能（填“能”或“不能”） 使筆管部分保持不被旋轉(zhuǎn)．
（2）當(dāng)筆管轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，筆頭也轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，由于筆頭的直徑小于筆管的直徑，所以捏住筆管的手比捏住筆頭的手費(fèi)（填“省”或“費(fèi)”）距離．
（3）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，圓珠筆芯也相當(dāng)于輪軸，筆管相當(dāng)于輪（填“輪”或“軸”），筆頭相當(dāng)于軸（填“輪”或“軸”），所以使用輪軸時(shí)，當(dāng)輪帶動(dòng)軸，則省力，但費(fèi)距離．
（4）通過(guò)以上學(xué)習(xí)，判斷圖丙哪些不是輪軸的實(shí)例D．

Answer 1

分析 轆轤就如同滑輪一樣，可以看做是一個(gè)變形的杠桿，要判斷這個(gè)杠桿是省力杠桿還是費(fèi)力杠桿，關(guān)鍵是找出動(dòng)力臂和阻力臂，然后比較動(dòng)力臂與阻力臂的大小關(guān)系，然后判斷杠桿的類型；
（1）（2）根據(jù)輪軸的特點(diǎn)分析；
（3）力作用在輪上省力，作用在軸上費(fèi)力．

解答 解：畫出動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂，如圖所示：

如圖可以看出，對(duì)于轆轤來(lái)說(shuō)，其實(shí)是一個(gè)變形的杠桿，支點(diǎn)在軸心處，動(dòng)力作用在輪上，阻力作用在軸上，所以其動(dòng)力臂遠(yuǎn)大于阻力臂．故轆轤是省力杠桿．
（1）用鉛筆探究輪軸的實(shí)驗(yàn)時(shí)，筆管相當(dāng)于輪，而筆頭相當(dāng)于軸．因此，左手捏緊筆管，作用在輪上，右手旋轉(zhuǎn)筆頭，作用在軸上，則左手能使筆管部分保持不被旋轉(zhuǎn)．
（2）當(dāng)筆管轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，筆頭也轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，由于筆頭的直徑小于筆管的直徑，所以捏住筆管的手比捏住筆頭的手費(fèi)距離．
（3）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，圓珠筆芯也相當(dāng)于輪軸，筆管相當(dāng)于輪，筆頭相當(dāng)于軸，所以使用輪軸時(shí)，當(dāng)輪帶動(dòng)軸，則省力力，但費(fèi)距離．
（4）螺絲刀、方向盤和扳手在使用時(shí)都是輪軸，羊角錘在使用時(shí)不屬于輪軸．
故答案為：見(jiàn)上圖；省力；（1）不能；（2）費(fèi)；（3）輪；軸；省；費(fèi)；（4）D．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了探究輪軸的省力特點(diǎn)及其實(shí)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，并考查了杠桿示意圖的畫法，用學(xué)生身邊的物品做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生更容易接受．