Question

（1）图6-5-3是自行车传动机构的示意图，如果能测出自行车行驶时的大齿轮的转速为n r/s，要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大，还需要测量哪些量？用这些量推导出自行车前进速度的表达式.

图6-5-3

（2）为了探究理论计算的结果和实际的车速是否相同，请你设计一个实验进行探究.写出你实验探究的方案（包括实验的器材、步骤，需要测量的物理量，计算车速的表达式）.

Answer 1

解析：（1）自行车前进的速度即是后轮边缘的线速度，已知大齿轮的转速，还需要用刻度尺测出大齿轮、小齿轮和后轮的半径，假设分别为r₁、r₂、R，则计算自行车前进时小轮的转速为：n₂=r₁/r₂×n，所以自行车前进的速度的表达式为：v=2πRr₁/r₂×n.

（2）提示：先利用你的自行车实际测量自行车的有关数据，如大齿轮、小齿轮和后轮的半径，分别为r₁、r₂、R；然后在100 m平直路面上进行实验，测出自行车匀速通过100 m时大齿轮转过的总转数N和所花的时间T.则小齿轮的转速为n₂=r₁N/r₂T，计算前进速度的大小v₁=2πRr₁N/（r₂T）.然后根据速度公式v=s/t，算出自行车的速度v₂.