师:同学们大家好,还记得之前老师介绍过的几种不同轮子吗?今天我们继续学习汽车方向盘的工作原理。你们知道汽车方向盘是如何工作的吗?当我们转动方向盘时,方向盘下方的转向轴会跟着转动,通过传动装置使轮胎转向。此时,方向盘形成了一个轮,其下方转动的转向轴形成了轴,带动轴转动,这就是轮轴,轮轴也是一种简单机械。大家想一想,在现实生活中还有哪些物体利用了轮轴的原理呢?老师找了一些图片,上面的物体大家都认识吗?它们是否利用轮轴原理工作呢?下面我们一起来看看。
这是手摇磨豆机,它的工作原理是碾碎咖啡豆。转动摇把时,外环形成轮,内环形成轴,二者同步转动。
自来水阀门,大家应该比较熟悉,像马路旁消防栓上的自来水阀门,就运用了轮轴原理,工作时外环是轮,内环是轴。
看看刚才介绍的这几幅图,大家发现它们有什么共同点吗?从外观上能明显看到轮子,且都是利用轮轴原理工作的。那有些物体从外表看不到轮子,它们是不是也利用轮轴原理工作呢?看这个铅笔刨,老师给大家带来了一个。在刨铅笔时,我们摇动摇杆,大家注意观察老师转动摇杆时发现了什么?再看,老师轻轻摇一圈,又发现了什么?当我们摇动摇杆时,摇动摇杆形成的这个圈,我们称之为轮,中间就是轴,轮带动轴转动,所以它也是利用轮轴原理工作的,可见轮子不一定是圆形,也能利用轮轴原理。
自行车大家都骑过,骑行时自行车的脚踏就形成了轮轴,同样是利用轮轴原理工作。
这是手摇钻,主要作用是钻孔,工作原理和铅笔刨相同,摇动手摇杆形成轮,中间形成轴,利用轮轴原理工作。
台钳这个装置大家可能比较陌生,它用于固定物体,常见于修理场。工作时转动摇杆,里面的丝锥螺母跟着转动,转动的摇杆形成轮,丝锥螺母的转动形成轴,这就是轮轴。再看看台钳还有哪部分运用了轮轴原理?在它下方的装置起到固定台钳的作用,转动摇杆,里面的丝母跟着转动形成轴,轮带动轴转动。
门把手在生活中很常见。当我们向下转动门把手时,里面的把手芯跟着转动,虽然转动的不是完整一圈,只是圆周运动的一部分,但在这里同样起到轮的作用,把手芯的转动形成轴,同样是轮带动轴转动,我们把这种工作原理也称为轮轴。
钥匙我们经常使用。转动钥匙时,手拿住的部分形成轮,插入锁芯的部分形成轴,这也是轮轴。
刚才列举了生活中这么多轮轴的例子,那为什么要使用轮轴?轮轴到底有什么作用呢?下面我们做一组实验来探究一下。实验器材老师已经准备好了,有老虎钳、扳手、螺丝刀、铁钉、螺丝圈、螺丝钉。实验时我们思考几个问题:一、不借助工具,仅用双手能把螺丝钉或螺丝圈拧进木板里吗?二、选用什么工具能更容易、更省力地把螺丝钉或螺丝圈拧进木板?三、把螺丝钉或螺丝圈拧进木板时,轮轴起到了什么样的作用?
