Question

（1）圖6-5-3是自行車傳動機構的示意圖，如果能測出自行車行駛時的大齒輪的轉速為n r/s，要知道在這種情況下自行車前進的速度有多大，還需要測量哪些量？用這些量推導出自行車前進速度的表達式.

圖6-5-3

（2）為了探究理論計算的結果和實際的車速是否相同，請你設計一個實驗進行探究.寫出你實驗探究的方案（包括實驗的器材、步驟，需要測量的物理量，計算車速的表達式）.

Answer 1

解析：（1）自行車前進的速度即是后輪邊緣的線速度，已知大齒輪的轉速，還需要用刻度尺測出大齒輪、小齒輪和后輪的半徑，假設分別為r₁、r₂、R，則計算自行車前進時小輪的轉速為：n₂=r₁/r₂×n，所以自行車前進的速度的表達式為：v=2πRr₁/r₂×n.

（2）提示：先利用你的自行車實際測量自行車的有關數(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平直路面上進行實驗，測出自行車勻速通過100 m時大齒輪轉過的總轉數(shù)N和所花的時間T.則小齒輪的轉速為n₂=r₁N/r₂T，計算前進速度的大小v₁=2πRr₁N/（r₂T）.然后根據(jù)速度公式v=s/t，算出自行車的速度v₂.