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(共24张PPT)
13　轮轴
随着车轮的发明和运用，人们不仅发明了马车、火车、汽车等交通工具，还研发了道路、桥梁、铁轨等的相关技术，人类的交通运输变得快捷和高效。你知道车轮运用了哪种机械原理吗？
答案:轮轴原理。
科学实践
达标训练
认识轮轴的作用
1　认识轮轴。
(1)观察、比较如图所示的四种螺丝刀：它们有什么共同之处？
螺丝刀一般由刀杆和刀把两部分组成。螺丝刀的刀杆和刀把固定在一起，能围绕一个固定点做同向圆周运动。螺丝刀刀杆下的刀口有“一”字形的，还有“十”字形的，可以根据螺丝钉钉帽凹痕的形状选用适当的螺丝刀。有的螺丝刀刀口具有磁性，方便吸住螺丝钉。
(2)如图所示，观察水龙头和方向盘。它们的结构跟螺丝刀有什么相似之处？
方向盘：汽车的方向盘分为一个轮和一个轴。轮被固定在轴的一端，转动轮时，轴也跟着转动，并带动其他机械转动。此时，轮相当于螺丝刀的刀把，轴相当于螺丝刀的刀杆。
水龙头：水龙头上面的旋钮的运动轨迹相当于一个轮，旋钮旋转时会带动轴做同向圆周运动。此时，旋钮相当于螺丝刀的刀把，轴相当于螺丝刀的刀杆。
像螺丝刀、水龙头、方向盘等，由一个大轮和一个同心细轴组成的简单机械，叫作轮轴。
2　探究轮轴的作用。
(1)通过做“拧瓶子”游戏体会轮轴的作用。
两个人各握着瓶子的一端，一人转动，另一人的手会被带动着反方向转动。
(2)通过实验探究轮轴作用的特点。
【实验】探究轮轴作用的特点。
实验材料 细绳、轮轴、钩码、弹簧测力计、塑料条、塑料板等。
实验过程 ①用弹簧测力计直接提起3个钩码，测定3个
钩码所受的重力，如图1所示。
实验 过程 ②用细绳、轮轴、塑料板和塑料条组装成
一个轮轴装置；将3个钩码挂在轴的位置
处，用弹簧测力计钩住轮上的细绳，拉动
弹簧测力计使钩码上升，测定所需的拉力
大小，如图2所示。
③将钩码挂在轮上，用弹簧测力计钩住轴
上的细绳，拉动弹簧测力计使钩码上升，测定所需的拉力大小，如图3所示。
④改变所挂钩码的个数，重复实验几次。
实验 记录 实验序号 第1次 (1个钩码) 第2次 (2个钩码) 第3次
(3个钩码)
直接提起钩码所用的拉力/N 0.5 1 1.5
使用轮轴提起钩 码所用的拉力/N 以轮带轴 0.2 0.4 0.6
以轴带轮 1.2 2.5 3.7
实验 分析 轮轴的轴心可看作杠杆的支点，则轮为杠杆的动力臂，轴为杠杆的阻力臂，因此可以认为轮轴是杠杆的一种变形，即轮轴属杠杆类机械。轮轴的轴其实也是一个具有半径的圆盘，只是相对轮轴的轮小一些而已。因此，当我们把轮轴视为杠杆时，其支点在轮和轴共同围绕转动的圆心上。
实验 分析 以轮带轴时，因为轮的半径大于轴的半径，即动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的力小于作用在轴上的力，属于省力杠杆(图1)。以轴带轮时，因为轮的半径大于
轴的半径，即动力臂小于阻力臂，
属于费力杠杆(图2)。
实验 结论 使用轮轴，作用在轮上时能省力，在轴一定的情况下，轮越大越省力，但费距离；作用在轴上时比较费力，但是能省距离。
3　调查、记录轮轴在生活中的应用，并分析每种轮轴的特点和用力情况。
(1)以轮带轴的轮轴。
①自行车的脚蹬和车把。
自行车中轴上的脚蹬和花盘齿轮组成轮轴。人用脚踏住脚蹬时，就带动花盘齿轮转动，由于脚蹬运行轨迹的半径大于花盘齿轮的半径，即轮比轴大，因此脚蹬是省力的轮轴。
自行车的车把和把立组成轮轴。人用手改变车把的方向时，就带动把立转动，由于车把比把立大得多，即轮比轴大，因此车把也是省力的轮轴。
自行车
②辘轳。
辘上的摇把和轴组成轮轴。人用手摇动摇把时，就带动轴转动，由于摇把转动的半径比轴大得多，即轮比轴大，因此辘轳也是省力的轮轴。
还有门把手、水龙头、方向盘等，都是以轮带轴的轮轴。
(2)以轴带轮的轮轴。
①竹蜻蜓是一个轮轴。人用两只手搓动杆时，就会带动竹蜻蜓的头部转动。由于杆比头小得多，即轴比轮小，竹蜻蜓因此是费力的轮轴。
②吊扇是一个轮轴。当打开吊扇的开关时，吊扇的轴就会带动扇叶转动。由于轴比扇叶小得多，即轴比轮小，吊扇因此是费力的轮轴。
一、选择题。
1　下列物品中，使用时没有利用到轮轴原理的是(　　)。
D
2　如图所示是一个轮轴的示意图，它由一个大盘和一个小盘组合而成。要想使这个轮轴更省力，下列做法可行的是(　　)。
A．加长绳子
B．更换大一点的小盘
C．更换大一点的大盘
D．更换小一点的大盘
C
3　用螺丝刀拧螺丝时，可以把螺丝刀看成是一个轮轴，它的(　　)部分相当于轮。
A．手柄部分 B．刀口部分
C．整把螺丝刀 D．螺丝
A
二、填空题。
1　像螺丝刀这样，由一个大轮和一个同心细轴组成的简单机械叫作__________。
2　常见的轮轴中，自行车的脚踏是_________轮轴，吊扇是_________轮轴。(均填“省力”或“费力”)
轮轴
省力
费力
3　如图所示，请在各方框内填写轮轴对应部分的名称。
轮
轴
轮
轴
三、实验探究题。
梅朵探究轮轴的作用时记录的数据如下表：
轴的直径/cm 轮的直径/cm 物重/N 拉力/N
轮轴A 2 4 6 2.8
轮轴B 2 6 6 1.8
(1)横向比较上表中拉力和物重的大小。
①轮轴A的拉力___物重；轮轴B的拉力___物重。(均填“＞”“＜”或“＝”)
②横向比较表中数据，可得出的结论是_____________________________ ______。
＜
＜
轮的直径比轴大，在轮上用力可省力
(2)纵向比较上表中轮轴A、B的各项数据。
①纵向比较轮轴A、B的轴直径，发现轴直径相等。
②纵向比较轮轴A、B的轮直径，发现轮直径变__________了。
③纵向比较提6 N的重物时，作用在轮轴轮上的拉力，发现利用轮轴B的拉力变__________了。
④纵向比较上表中的数据，可得出的结论是_________________________ ______________。
大
小
轴相同时，轮越大，在轮上用力越省力
四、简答题。
拉措看见爸爸用扳手拧一颗生锈的螺丝，用很大的力也没有拧动。拉措猜想：扳手运用的是轮轴的工作原理，轴是一定的，轮越大就越省力。那么怎样加大轮的半径呢？请设计一个改进扳手的方案，帮助拉措的爸爸把螺丝拧下来。将设计的方案用文字或图表示出来。
加长扳手的柄，就增大了轮的半径。可以在扳手上套根铁管，也可以设计一个柄长短可调的扳手。
Thank you

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