题目内容

(2010?南昌一模)小明同学在学习了圆周运动的知识后,设计了一个课题,名称为:快速测量自行车的骑行速度.他的设想是:通过计算踏脚板转动的角速度,推算自行车的骑行速度.经过骑行,他得到如下的数据:

在时间t内踏脚板转动的圈数为N,那么脚踏板转动的角速度ω=
N
t
N
t
;为了推算自行车的骑行速度,小明测量了自行车轮的半径R,以及牙盘的齿数m和飞轮的齿数n,则自行车的骑行速度为V=
2πmRN
nt
2πmRN
nt
分析:根据角速度ω=2πn即可计算角速度;踏脚板与牙盘共轴,所以角速度相等,飞轮与牙盘通过链条链接,所以线速度相等,通过测量牙盘的齿轮数m、飞轮的齿轮数n、求出飞轮的角速度ω′与牙盘角速度ω的关系,再测量自行车后轮的半径R,根据v=Rω′即可计算自行车骑行速度.
解答:解:根据角速度ω=2πn得:ω=2π
N
t
;踏脚板与牙盘共轴,所以角速度相等,飞轮与牙盘通过链条链接,所以线速度相等;
设飞轮的角速度为ω′,测量出牙盘的齿轮数为m、飞轮的齿轮数为n,
ω′
ω
=
m
n
,再测量自行车后轮的半径R,根据v=Rω′
得:v=
m
n
Rω=
2πmRN
nt

故答案为:2π
N
t
2πmRN
nt
点评:解决本题的关键是要知道:若共轴,则角速度相等;若共线,则线速度相等,再根据v=Rω进行求解.
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