题目内容

如图是自行车脚踏板和大齿轮盘示意图，图上A、B、C是脚踏板在转动过程中的三个不同的位置．如果链条对大齿轮的拉力保持不变，则人脚加在踏板上的力，在（　　）最小．
分析：由题意可知，如图属于轮轴，因为轮轴是一种变形的杠杆，因此可以根据杠杆的平衡条件，从A、B、C三个位置时杠杆的动力臂和力矩方面去分析，力矩不变，动力臂长越长越省力，动力臂越短越费力．解答此题的难点在于正确理解力矩的概念：力矩是力（F）和力臂（L）的乘积（M）．即：M=F?L．力矩是描述物体转动效果的物理量，物体转动状态发生变化时才肯定受力矩的作用．
解答：解：因为在A、B、C三个位置时，力矩相等，
在A位置时动力臂最长，在C位置时动力臂最短，
所以在A位置时用力最小，在C位置时用力最大．
故选A．
点评：轮轴是一种变形的杠杆，在日常生活中使用也非常广泛，使用轮轴时，作用在轮轴上的力都与轮和轴相切，所以它们的力臂就是对应的轮半径和轴半径，当轮轴处于平衡状态时，F1×R=F2×r．
练习册系列答案
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（1）如图1所示，为自行车脚踏板的示意图，作用在脚踏板上的力为F．请在图中画出该力的力臂．
（2）如图2甲所示，是小明常用的一个插线板．他在使用中发现：插线板上的指示灯在开关闭合时会发光，插孔正常通电；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电．根据上述现象，在图乙中画出插线板中开关、指示灯和插孔的连接方式，并与电源线接通．
（2012?滨海县一模）按题目要求作图：
（1）请你画出图1中光线从空气斜射至水面上的反射光线和大致的折射光线；
（2）如图2所示，为自行车脚踏板的示意图，作用在脚踏板上的力为F．请在图中画出该力的力臂．
（3）如图3-甲所示，是小明常用的一个插线板．他在使用中发现：插线板上的指示灯在开关闭合时会发光，插孔正常通电；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电．根据上述现象，在图3-乙中画出插线板中开关、指示灯和插孔的连接方式，并与电源线接通．
（1）如图所示，为自行车脚踏板的示意图，作用在脚踏板上的力为F．请在图中画出该力的力臂．

（2）如图所示，铡刀工作时的动力F1，O为支点．请在图中作出动力臂L1和铡刀受到的阻力F2的示意图．

（3）图中AB是用软绳悬挂的杠杆，请在A点画出能使杠杆在图示位置平衡的最小拉力的示意图．

（4）如图所示，某人站在A处用一根绳子和两个滑轮提起物体B，画出最省力的绕线．
如图是小强的自行车传动装置的示意图．请思考并回答：
（1）假设脚踏板每2s转1圈，在这种情况下，要计算自行车前进的速度大小，还需要测量哪些量？请你用这些量推导出自行车前进速度的表达式．
（2）该自行车后架上装有向车头灯供电的小发电机，小发电机的上端有一半径R．=l.0cm的摩擦小轮．行驶过程中，当需要小发电机向车头灯供电时，小轮压紧车轮，此时小轮与自行车车轮之间无相对滑动，车轮带动小轮转动，发电机发电．测得自行车大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为8.0cm、3.4cm、33cm，问当自行车的车速为15km/h时，摩擦小轮的转速（单位时间内转过的圈数，单位：r/s）是多少？取π=3.14．
（3）小强利用第（1）问中推导的公式，计算出了自行车前进的速度大小（请你帮助小强计算自行车前进的速度）．然后他又实地测量了自行车的速度，对比后发现总有差别，请你说明这可能是什么原因造成的．

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