Question

如圖所示是自行車最主要的傳動部件，“牙盤”(大齒輪)和“飛輪”(小齒輪)用鏈條相連，踏腳曲柄和“牙盤”固定連接，后車輪與“飛輪”固定連接．當用力踏踏腳板時，后車輪就會轉動．請實地把一輛自行車支撐起來，使后車輪離開地面．探究下面三個問題．

(1)觀察上述自行車主要的傳動部件，有哪些部件在做圓周運動？這些部件的線速度之間、角速度之間有什么關系？

(2)用力驅動踏腳曲柄，體驗如何改變后車輪轉動的快慢．

(3)探究在圖中所示的自行車中，踏腳板中心與后輪邊緣上任一點的線速度、角速度、周期、轉速之間的定量關系．如輪胎直徑“26英寸”(660.4 mm)，計算出踏腳板轉動一周，該輛自行車前進多少米？(精確到毫米)

Answer 1

答案：
解析：

導思：自行車做圓周運動，了解自行車的構造及工作原理．運用所學圓周運動的知識，計算相關物理量． 　　探究：自行車的踏腳板、牙盤、飛輪和前后輪都在做圓周運動．踏腳板和牙盤共軸、飛輪和后輪共軸，角速度相同；牙盤的邊緣和飛輪用鏈條相連、前輪和后輪通過地面相連，具有相同的線速度．因此，自行車的傳動部件中，飛輪、牙輪、腳踏板都在做勻速圓周運動，其中腳踏板和牙輪有相同的角速度；飛輪和牙輪有相同的線速度．要改變車子后輪的轉動速度，要么使腳踏板轉動速度加快，要么就要使牙輪和飛輪的半徑差別更大．要計算自行車前進的距離，要測量飛輪和牙輪的半徑，再根據飛輪和牙輪以及腳踏板的傳動關系就可以計算出車子前進的距離．