Question

如圖甲所示，輪軸實(shí)質(zhì)是一種杠桿．小捷同學(xué)為了探究輪軸的平衡條件，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)一：如圖乙所示，重物G通過細(xì)繩繞在軸上，在輪的邊緣沿切線方向用力F勻速提升重物，記錄數(shù)據(jù)如表一．
表一（輪半徑10cm，軸半徑4cm）

G/N	5	10	15
F乙/N	2	4	6

實(shí)驗(yàn)二：如圖丙所示，重物G通過細(xì)繩繞在輪上，在軸的邊緣沿切線方向用力F勻速提升重物，記錄數(shù)據(jù)如表二．
表二（輪半徑10cm，軸半徑4cm）

G/N	5	10	15
F丙/N	12.5	25	37.5

（1）分析表一數(shù)據(jù)可知，當(dāng)重物通過繩繞在軸上，作用力在輪上，且輪軸平衡時(shí)，輪半徑是軸半徑的幾倍，作用在輪上的力就是用繩繞在軸上的物體重力的    ．（選填“幾倍”或“幾分之一”）
（2）分析表二數(shù)據(jù)可知，當(dāng)重物通過繩繞在輪上，作用力在軸上，且輪軸平衡時(shí)，輪半徑是軸半徑的幾倍，作用在軸上的力就是用繩繞在輪上的物體重力的    ．（選填“幾倍”或“幾分之一”）
（3）若輪半徑為R、軸半徑為r，作用在輪上的力為F₁、作用在軸上的力為F₂，則輪軸的平衡條件表達(dá)式為    ．
（4）你認(rèn)為騎行有變速器的自行車時(shí)，為了使速度更快，鏈條應(yīng)調(diào)到半徑較      （選填“大”或“小”）的飛輪上．

Answer 1

【答案】分析：（1）輪軸是一個(gè)杠桿，根據(jù)動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂得出：F₁?R=F₂?r．
（2）變速自行車輪盤半徑一定時(shí)，輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，飛輪的半徑越小，后輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)越多，自行車行駛速度越大．
解答：解：（1）分析表一數(shù)據(jù)可知，當(dāng)重物通過繩繞在軸上，作用力在輪上，且輪軸平衡時(shí)，輪半徑是軸半徑的2.5倍，輪上的作用力是軸上的倍，所以輪半徑是軸半徑的幾倍，作用在輪上的力就是用繩繞在軸上的物體重力的幾分之一．
（2）分析表二數(shù)據(jù)可知，當(dāng)重物通過繩繞在輪上，作用力在軸上，且輪軸平衡時(shí)，輪半徑是軸半徑的2.5倍，軸上的作用力是輪上的2.5倍，所以輪半徑是軸半徑的幾倍，作用在軸上的力就是用繩繞在輪上的物體重力的幾倍．
（3）若輪半徑為R、軸半徑為r，作用在輪上的力為F₁、作用在軸上的力為F₂，則輪軸的平衡條件表達(dá)式為：F₁?R=F₂?r．
（4）變速自行車輪盤半徑一定時(shí)，輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，飛輪的半徑越小，后輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)越多，自行車行駛速度越大，越費(fèi)力．
故答案為：（1）幾分之一；（2）幾倍；（3）F₁?R=F₂?r；（4）�。�
點(diǎn)評(píng)：輪軸實(shí)質(zhì)是一個(gè)杠桿，動(dòng)力作用在輪上是省力杠桿，動(dòng)力作用在軸上是費(fèi)力杠桿．