Question

(1)下圖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．

(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

答案：
解析：

思路解析：(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據，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)．然后根據速度公式v＝s/t，算出自行車的速度v2．

提示：

該題從生活情景和技術應用出發，要求熟練掌握線速度、角速度、轉速的概念，同時要求在這個基礎上進行具體實驗設計，體現出思維的開放性和對解決實際問題的能力的培養．