题目内容

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:
(1)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=
2πN
t
ω=
2πN
t

(2)若已知牙盘的半径r1、飞轮的半径r2、自行车后轮的半径R自行车骑行速度的计算公式
v=
2πNRr1
r2t
v=
2πNRr1
r2t
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,求出飞轮的角速度ω′与牙盘角速度ω的关系,再由自行车后轮的半径R,根据v=Rω即可计算自行车骑行速度.
解答:解:(1)在时间t内踏脚板转动的圈数为N,所以转速n=
N
t

根据角速度ω=2πn得:ω=
2πN
t

(2)根据v=ωr,飞轮的轮缘的线速度等于牙盘轮缘的线速度v=ωr1=
2πN
t
r1
所以飞轮的角速度为ω2=
v
r2
=
2πNr1
r2t

自行车骑行速度等于后轮轮缘的线速度v=ω2R=
2πNr1
r2t
R
故答案:(1)ω=
2πN
t

(2)v=
2πNRr1
r2t
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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