Question

如圖所示是自行車最主要的傳動部件，“牙盤”(大齒輪)和“飛輪”(小齒輪)用鏈條相連，踏腳曲柄和“牙盤”固定連接，后車輪與“飛輪”固定連接．當用力踏踏腳板時，后車輪就會轉(zhuǎn)動．請實地把一輛自行車支撐起來，使后車輪離開地面．探究下面三個問題．

(1)觀察上述自行車主要的傳動部件，有哪些部件在做圓周運動？這些部件的線速度之間、角速度之間有什么關(guān)系？

(2)用力驅(qū)動踏腳曲柄，體驗如何改變后車輪轉(zhuǎn)動的快慢．

(3)探究在圖中所示的自行車中，踏腳板中心與后輪邊緣上任一點的線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速之間的定量關(guān)系．如輪胎直徑“26英寸”(660.4 mm)，計算出踏腳板轉(zhuǎn)動一周，該輛自行車前進多少米？(精確到毫米)

Answer 1

答案：
解析：

導(dǎo)思：自行車做圓周運動，了解自行車的構(gòu)造及工作原理．運用所學(xué)圓周運動的知識，計算相關(guān)物理量． 　　探究：自行車的踏腳板、牙盤、飛輪和前后輪都在做圓周運動．踏腳板和牙盤共軸、飛輪和后輪共軸，角速度相同；牙盤的邊緣和飛輪用鏈條相連、前輪和后輪通過地面相連，具有相同的線速度．因此，自行車的傳動部件中，飛輪、牙輪、腳踏板都在做勻速圓周運動，其中腳踏板和牙輪有相同的角速度；飛輪和牙輪有相同的線速度．要改變車子后輪的轉(zhuǎn)動速度，要么使腳踏板轉(zhuǎn)動速度加快，要么就要使牙輪和飛輪的半徑差別更大．要計算自行車前進的距離，要測量飛輪和牙輪的半徑，再根據(jù)飛輪和牙輪以及腳踏板的傳動關(guān)系就可以計算出車子前進的距離．