Question

如圖所示，一自行車(chē)上連接踏腳板的連桿長(zhǎng)R₁，由踏腳板帶動(dòng)半徑為r₁的大齒盤(pán)，通過(guò)鏈條與半徑為r₂的后輪齒盤(pán)連接，帶動(dòng)半徑為R₂的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

（1）設(shè)自行車(chē)在水平路面上勻速行過(guò)時(shí)，受到的平均阻力為f，人蹬踏腳板的平均作用力為F，鏈條中的張力為T(mén)，地面對(duì)后輪的靜摩擦力為f_s，通過(guò)觀察，寫(xiě)出傳動(dòng)系統(tǒng)中有幾個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，分別寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的力矩平衡表達(dá)式；

（2）設(shè)R₁＝20厘米，R₂＝33厘米，踏腳大齒盤(pán)與后輪齒盤(pán)的齒數(shù)分別為48和24，計(jì)算人蹬踏腳板的平均作用力與平均阻力之比；

（3）自行車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)可簡(jiǎn)化為一個(gè)等效杠桿。以R₁為一力臂，在右框中畫(huà)出這一杠桿示意圖，標(biāo)出支點(diǎn)，力臂尺寸和作用力方向。

Answer 1

（1）自行車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸個(gè)數(shù)為2

      對(duì)踏腳齒盤(pán)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)軸可列出：FR₁＝Tr₁                       ①

      對(duì)后輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸可列出：        Tr₂＝fsR₂                       ②

    （2）由  FR₁＝Tr₁   Tr₂＝f_sR₂

        及  f_s＝f                                                   ③

      可得  ＝＝                                        ④

∴    ＝＝＝＝3.3                                  ⑤

（3）如圖所示