轮轴
轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴$O$的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮,小轮叫轴。如图甲所示的是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆,轮半径$R$和轴半径$r$分别就是作用在轮和轴上的两个力$F_{1}$和$F_{2}$的力臂,如图乙所示,根据杠杆的平衡条件,可得$F_{1}R=F_{2}r$。使用轮轴时,如果动力作用在轮上,则能省力,且轮半径是轴半径的几倍,作用在轮上的动力就是阻力的几分之一。如果动力作用在轴上就会费力,但可以省距离。如图丙(1)所示,辘轳也是轮轴的一种,它的示意图如图丙(2)所示,辘轳绕着转动的轴心$O$就是支点,作用在把手上的力为动力$F_{1}$,水桶对轴向下的拉力是阻力$F_{2}$。

请根据上述材料,回答下列问题:
(1)辘轳是____(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
(2)若螺丝刀的轮半径是1.5cm,轴半径是0.3cm,则正常使用螺丝刀是____(选填“省力”或“费力”)的,且动力和阻力之比是____。
轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴$O$的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮,小轮叫轴。如图甲所示的是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆,轮半径$R$和轴半径$r$分别就是作用在轮和轴上的两个力$F_{1}$和$F_{2}$的力臂,如图乙所示,根据杠杆的平衡条件,可得$F_{1}R=F_{2}r$。使用轮轴时,如果动力作用在轮上,则能省力,且轮半径是轴半径的几倍,作用在轮上的动力就是阻力的几分之一。如果动力作用在轴上就会费力,但可以省距离。如图丙(1)所示,辘轳也是轮轴的一种,它的示意图如图丙(2)所示,辘轳绕着转动的轴心$O$就是支点,作用在把手上的力为动力$F_{1}$,水桶对轴向下的拉力是阻力$F_{2}$。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)辘轳是____(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
(2)若螺丝刀的轮半径是1.5cm,轴半径是0.3cm,则正常使用螺丝刀是____(选填“省力”或“费力”)的,且动力和阻力之比是____。
答案
【解析】:
(1) 由材料可知,辘轳是轮轴,动力作用在轮上,根据“使用轮轴时,如果动力作用在轮上,则能省力”,所以辘轳是省力杠杆。
(2) 螺丝刀是轮轴,动力作用在轮上,根据“使用轮轴时,如果动力作用在轮上,则能省力”,所以正常使用螺丝刀是省力的。
根据杠杆平衡条件$F_{1}R = F_{2}r$,可得$\frac{F_{1}}{F_{2}}=\frac{r}{R}$,已知$R = 1.5cm$,$r = 0.3cm$,则$\frac{F_{1}}{F_{2}}=\frac{0.3}{1.5}=\frac{1}{5}$。
【答案】:
(1) 省力
(2) 省力;$1:5$
(1) 由材料可知,辘轳是轮轴,动力作用在轮上,根据“使用轮轴时,如果动力作用在轮上,则能省力”,所以辘轳是省力杠杆。
(2) 螺丝刀是轮轴,动力作用在轮上,根据“使用轮轴时,如果动力作用在轮上,则能省力”,所以正常使用螺丝刀是省力的。
根据杠杆平衡条件$F_{1}R = F_{2}r$,可得$\frac{F_{1}}{F_{2}}=\frac{r}{R}$,已知$R = 1.5cm$,$r = 0.3cm$,则$\frac{F_{1}}{F_{2}}=\frac{0.3}{1.5}=\frac{1}{5}$。
【答案】:
(1) 省力
(2) 省力;$1:5$
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