题目内容
有一辆用链条传动的变速自行车,中轴(脚踏转轴)有两个齿距相同的齿轮盘,其齿数各为36、48,后轴飞轮上有三个齿距相同的齿轮盘,其齿数分别为12、18、24.当人以相同的转速带动脚踏,则用不同的齿轮盘组合,能使自行车获得的最大行进速度和最小行进速度之比为( )
分析:根据题意可知,最大速度比算法是用中轴处的齿轮盘最多齿数除以后轴最小齿数,而最小速度是中轴处的齿轮盘最少齿数除以后轴最大齿数,从而即可求解.
解答:解:由于同一链条,线速度的大小相等,角速度与半径成反比;对于共轴,角速度相等,线速度与半径成正比.
要使自行车获得最大速度,则后轮角速度要大,所以在相同线速度大小下,半径越小,角速度越大,即齿数最小,而对于前轮,在相同的角速度下,半径越大,则线速度越大,因此齿数最多,综合所述,当前轮齿数为最大,后轮齿数为最小时,此时自行车的速度达到最大,
同理,当前轮齿数为最少,后轮齿数为最大时,此时自行车的速度达到最小,
因此自行车获得的最大行进速度和最小行进速度之比
:
=8:3,故D正确,ABC错误;
故选:D
要使自行车获得最大速度,则后轮角速度要大,所以在相同线速度大小下,半径越小,角速度越大,即齿数最小,而对于前轮,在相同的角速度下,半径越大,则线速度越大,因此齿数最多,综合所述,当前轮齿数为最大,后轮齿数为最小时,此时自行车的速度达到最大,
同理,当前轮齿数为最少,后轮齿数为最大时,此时自行车的速度达到最小,
因此自行车获得的最大行进速度和最小行进速度之比
| 48 |
| 12 |
| 36 |
| 24 |
故选:D
点评:考查圆周运动中角速度、线速度与半径的关系,掌握控制变量法,注意本题关键之处:中轴处的齿轮盘最多齿数除以后轴最小齿数,而最小速度是中轴处的齿轮盘最少齿数除以后轴最大齿数.
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