初中直观 · 高中定量拓展 · 机构 · 螺旋传动
转好多圈,怎样换来很大的举升力?
恒定效率η代表简化总损失,手柄半径0.2 m;不从效率推断自锁性。换成更细的螺纹,比较手柄力和所需圈数。
螺旋千斤顶:问题从哪里来?
螺旋压榨和举升机构用转很多圈换来缓慢但有力的直线运动。机械优势来自输入路径长,而不是凭空放大能量。
读一段背景,带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
每转输入功F·2πr,输出功Wp;F=Wp/(2πrη),提升h需h/p转。
固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
省力的同时,要多转多少圈?
换个条件,再试一次
效率下降时,输入力会怎样增加?
看哪里?
旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识机构 · 螺旋传动涉及的量与单位:螺距(mm)、负载(kN)、综合效率(无量纲)、累计手柄转数(圈)。初中直观 · 高中定量拓展为内容层次提示,未核对具体教材。
先看现象:换成更细的螺纹,比较手柄力和所需圈数。
再做定量:保持其他条件,比较螺距与所需手柄切向力(N),再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
每转输入功F·2πr,输出功Wp;F=Wp/(2πrη),提升h需h/p转。
对照核验提示:细螺距:螺距 2 mm;粗螺距:只改变螺距 8 mm。按这些题设自己操作并比较所需手柄切向力,不把参考情景当个人完成。
适用范围:手柄力63.66 N;提升10cm需25.0圈,省力不省功。 效率改变所需手柄力和输入功,不改变螺距确定的每圈位移。
Engineering LibreTexts · 静力学与工程模型(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。