Question

（1）圖6-5-3是自行車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖，如果能測(cè)出自行車行駛時(shí)的大齒輪的轉(zhuǎn)速為n r/s，要知道在這種情況下自行車前進(jìn)的速度有多大，還需要測(cè)量哪些量？用這些量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式.

圖6-5-3

（2）為了探究理論計(jì)算的結(jié)果和實(shí)際的車速是否相同，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究.寫出你實(shí)驗(yàn)探究的方案（包括實(shí)驗(yàn)的器材、步驟，需要測(cè)量的物理量，計(jì)算車速的表達(dá)式）.

Answer 1

解析：（1）自行車前進(jìn)的速度即是后輪邊緣的線速度，已知大齒輪的轉(zhuǎn)速，還需要用刻度尺測(cè)出大齒輪、小齒輪和后輪的半徑，假設(shè)分別為r₁、r₂、R，則計(jì)算自行車前進(jìn)時(shí)小輪的轉(zhuǎn)速為：n₂=r₁/r₂×n，所以自行車前進(jìn)的速度的表達(dá)式為：v=2πRr₁/r₂×n.

（2）提示：先利用你的自行車實(shí)際測(cè)量自行車的有關(guān)數(shù)據(jù)，如大齒輪、小齒輪和后輪的半徑，分別為r₁、r₂、R；然后在100 m平直路面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)出自行車勻速通過100 m時(shí)大齒輪轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)N和所花的時(shí)間T.則小齒輪的轉(zhuǎn)速為n₂=r₁N/r₂T，計(jì)算前進(jìn)速度的大小v₁=2πRr₁N/（r₂T）.然后根據(jù)速度公式v=s/t，算出自行車的速度v₂.