Question

如圖所示，一自行車上連接踏腳板的連桿長R₁＝20cm，由踏腳板帶動半徑為r₁的大齒盤，通過鏈條與半徑為r₂的后輪齒盤連接，帶動半徑為R₂＝30cm的后輪轉動。若踏腳大齒盤與后輪齒盤的齒數分別為48和24。當騎車人以n=2r/s的轉速蹬踏腳板時，自行車的前進速度為______________m/s。若車勻速前進，則騎車人蹬踏腳板的平均作用力與車所受平均阻力之比為______________。

Answer 1

2.4π=7.54，3:1

試題分析：當騎車人以n=2r/s的轉速蹬踏腳板時，后輪齒盤的角速度為，所以自行車前進速度為，
由   及 ，可得，故            
點評：這是一道理論聯系實際的問題，主要考查建立物理模型、應用所學知識分析生活中常見機械裝置中力學原理的能力．自行車傳動系統中有兩個轉動軸：踏腳板帶動的大齒盤中心轉動軸和后輪的轉動軸．可寫出兩個力矩平衡表達式．