Question

3．在生產(chǎn)、生活中，人們會用到輪軸，輪軸由具有公共轉(zhuǎn)軸的輪子和軸構(gòu)成．
（1）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)動的軸心就是支點，轆轤的把手轉(zhuǎn)動一圈就是如圖甲所示的輪，作用在把手上的力為動力F₁，井筒對軸向下的拉力是阻力F₂，請在轆轤的側(cè)面圖乙上畫出轆轤的杠桿示意圖．通過示意圖可以發(fā)現(xiàn)轆轤是省力杠桿．

（2）動手探究：
選用身邊的器材探究輪軸的特點完成實驗，如：圓珠筆芯（可以選用油性筆筆芯或普通圓珠筆筆芯，如圖丙所示），若手頭沒有圓珠筆芯也可以選用其它一頭粗一頭細的筆代替．該實驗不考慮摩擦力不同對結(jié)果的影響．
筆頭部分油性筆筆芯普通圓珠筆筆芯說明：筆芯的前面較細的金屬部分為筆頭，后面較粗的塑料管為筆管
①左手捏緊筆頭，右手旋轉(zhuǎn)筆管，則左手不容易（填“容易”或“不容易”） 使筆頭部分保持不被旋轉(zhuǎn)．
②左手捏緊筆管，右手旋轉(zhuǎn)筆頭，則左手容易（填“容易”或“不容易”） 使筆管部分保持不被旋轉(zhuǎn)．
③當(dāng)筆管轉(zhuǎn)動一圈，筆頭也轉(zhuǎn)動一圈，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（填“省”或“費”）距離．
④根據(jù)以上實驗，圓珠筆芯也相當(dāng)于輪軸，筆管相當(dāng)于輪（填“輪”或“軸”），所以使用輪軸時，當(dāng)輪帶動軸，則省力，但費距離．
（3）通過以上學(xué)習(xí)，判斷以下哪些不是輪軸的實例D．

Answer 1

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

解答 解：
（1）畫出動力、阻力、動力臂、阻力臂，如圖所示：

如圖可以看出，對于轆轤來說，其實是一個變形的杠桿，支點在軸心處，動力作用在輪上，阻力作用在軸上，所以其動力臂遠大于阻力臂．故轆轤是省力杠桿．
（2）①用圓珠筆探究輪軸的實驗時，筆管相當(dāng)于輪，而筆頭相當(dāng)于軸．因此，左手捏緊筆頭，作用在軸上，右手旋轉(zhuǎn)筆管，作用在輪上，則左手不容易使筆管部分保持不被旋轉(zhuǎn)．
②左手捏緊筆管，作用在輪上，右手旋轉(zhuǎn)筆頭，作用在軸上，則左手容易使筆管部分保持不被旋轉(zhuǎn)．
③當(dāng)筆管轉(zhuǎn)動一圈，筆頭也轉(zhuǎn)動一圈，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距離．
④根據(jù)以上實驗，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，當(dāng)輪帶動軸，則省力，但費距離．
（3）螺絲刀、方向盤和扳手在使用時都是輪軸，羊角錘在使用時不屬于輪軸，屬于杠桿．
故答案為：（1）見上圖；省力；（2）①不容易；②容易；③費；④輪；省；費；（3）D．

點評 此題主要考查了探究輪軸的省力特點及其實質(zhì)的實驗，并考查了杠桿示意圖的畫法，用學(xué)生身邊的物品做實驗，學(xué)生更容易接受．