Question

(1)下圖是自行車傳動機構(gòu)的示意圖，如果能測出自行車行駛時的大齒輪的轉(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．

(2)為了探究理論計算的結(jié)果和實際的車速是否相同，請你設(shè)計一個實驗進(jìn)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(dá)式)．

Answer 1

答案：
解析：

思路解析：(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，還需要用刻度尺測出大齒輪、小齒輪和后輪的半徑，假設(shè)分別為r1、r2、R，則計算自行車前進(jìn)時小輪的轉(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際測量自行車的有關(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)行實驗，測出自行車勻速通過100 m時大齒輪轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)N和所花的時間T．則小齒輪的轉(zhuǎn)速為n2＝r1N/r2T，計算前進(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．

提示：

該題從生活情景和技術(shù)應(yīng)用出發(fā)，要求熟練掌握線速度、角速度、轉(zhuǎn)速的概念，同時要求在這個基礎(chǔ)上進(jìn)行具體實驗設(shè)計，體現(xiàn)出思維的開放性和對解決實際問題的能力的培養(yǎng)．