题目内容

某同学想用学过的圆周运动的知识测骑自行车时车前进的速度.在一次骑车在平直的公路上前进时,他用秒表记录了在一段时间t内脚踏板转动了k圈,那么
(1)他还需要测量哪些物理量
大齿轮半径r1,小齿轮半径r2,后轮半径r3
大齿轮半径r1,小齿轮半径r2,后轮半径r3
(用相应的字母符号).
(2)请你帮他写出自行车前进速度的表达式
2πkr1r3
tr2
2πkr1r3
tr2
分析:与链条相连的两个齿轮在相等时间内转过的弧长相等,小齿轮与后轮做圆周运动的角速度相等;根据线速度的定义、线速度与角速度的关系分析,确定需要测量的量与自行车速度的表达式.
解答:解:(1)自行车的速度就是自行车车轮边缘的线速度,要测自行车的速度,
需要测量:大齿轮半径r1,小齿轮半径r2,后轮半径r3
(2)在时间t内小齿轮边缘转过的弧长s2=s1=k×2πr1=2πkr1
小齿轮的线速度v2=
s2
t
=
2πkr1
t
2r2,则小齿轮的角速度ω2=
2πkr1
tr2

自行车的速度v=ω2r3=
2πkr1r3
tr2

故答案为:(1)大齿轮半径r1,小齿轮半径r2,后轮半径r3. (2)
2πkr1r3
tr2
点评:本题考查了求自行车的速度问题,熟练应用线速度定义、线速度与角速度的关系即可正确解题.
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