2010年春季，西南5省面临世纪大旱，5000多万同胞受灾．这场少见的世纪大旱使农作物受灾面积近500万公顷，其中40万公顷良田颗粒无收，2000万同胞面临无水可饮的绝境．为解决人们饮水问题

Question

2010年春季，西南5省面临世纪大旱，5000多万同胞受灾．这场少见的世纪大旱使农作物受灾面积近500万公顷，其中40万公顷良田颗粒无收，2000万同胞面临无水可饮的绝境．为解决人们饮水问题，当地居民打了一口深水井，使用辘轳向上提水．辘轳就是轮轴的一种，由具有公共转轴的轮子和轴构成．它的侧面图如图1所示，辘轳也可以看成是杠杆的变形，辘轳绕着转动的轴心就是支点，辘轳的把手转动一圈就是如图1所示的轮，作用在把手上的力为动力F₁，井筒对轴向下的拉力是阻力F₂．
（一）请在图1辘轳的侧面图上画出辘轳的杠杆示意图（动力、阻力、动力臂、阻力臂）．通过示意图可以发现辘轳是______杠杆．

（二）动手探究：
选用身边的器材探究轮轴的特点完成实验，如：圆珠笔芯（可以选用油性笔笔芯或普通圆珠笔笔芯，如图2所示），若手头没有圆珠笔芯也可以选用其它一头粗一头细的笔代替．该实验不考虑摩擦力不同对结果的影响．

①左手捏紧笔头，右手旋转笔管，则左手______（填能、不能）使笔头部分保持不被旋转．
②左手捏紧笔管，右手旋转笔头，则左手______（填能、不能）使笔管部分保持不被旋转．
③当笔管转动一圈，笔头也转动一圈，由于笔头的直径小于笔管的直径，所以捏住笔管的手比捏住笔头的手______（填“省”或“费”）距离．
④根据以上实验，圆珠笔芯也相当于轮轴，笔管相当于______（填轮或轴），笔头相当于______（填轮或轴），所以使用轮轴时，当轮带动轴，则______力，但______距离．（填省或费）
（三）通过以上学习，判断以下哪些不是轮轴的实例 （如图3）______．

Answer 1

（一）画出动力、阻力、动力臂、阻力臂，如图所示：

如图可以看出，对于辘轳来说，其实是一个变形的杠杆，支点在轴心处，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，所以其动力臂远大于阻力臂．故辘轳是省力杠杆．
（二）用铅笔探究轮轴的实验时，笔管相当于轮，而笔头相当于轴．因此
①左手捏紧笔头，作用在轴上，右手旋转笔管，作用在轮上，则左手不能使笔头部分保持不被旋转．
②左手捏紧笔管，作用在轮上，右手旋转笔头，作用在轴上，则左手能使笔管部分保持不被旋转．
③当笔管转动一圈，笔头也转动一圈，由于笔头的直径小于笔管的直径，所以捏住笔管的手比捏住笔头的手费距离．
④根据以上实验，圆珠笔芯也相当于轮轴，笔管相当于轮，笔头相当于轴，所以使用轮轴时，当轮带动轴，则省力力，但费距离．
（三）螺丝刀、方向盘和扳手在使用时都是轮轴，羊角锤在使用时不属于轮轴．
故答案为：（一）见上图；省力；（二）①不能；②能；③费；④轮；轴；省；费；（三）D．