(1)还需要测量三个轮子的半径:大齿轮半径R1、小齿轮半径R2、后轮半径R3.推导自行车速度的表达式:设大齿轮、小齿轮和后轮的转动周期分别为T1、T2和T3.
可得:大齿轮边缘的速度:v1=
2πR1 |
T1 |
2πR2 |
T2 |
2πR3 |
T3 |
因为:v1=v2,T2=T3,
所以:自行车前进的速度:v= v3=
2πR1R3 |
R2T1 |
2.设摩擦小轮的速度为n0,
可得:n0=
v3 |
2πR0 |
15 |
3.6×2×3.14×0.01 |
即当自行车的车速达到15km/h时,摩擦小轮的转速:n0=66.3r/s,
3.因为自行车脚踏板的周期T1=2s,且R1=8.0cm、R2=3.4cm、R3=33cm
所以:自行车前进的速度:v=
2πR1R3 |
R2T1 |
2×3.14×0.08×0.33 |
0.034×2 |
可能原因包括:①自行车辐条不紧,导致车圈在行驶过程中为椭圆;②车胎内气不足,导致车胎与地面接触部分到车轴距离小于所测车轮半径;③自行车实际行驶路径与测量长度的路径不重合;④大齿轮、小齿轮、后轮半径测量的不准;⑤行驶过程中脚踏板的周期很难保证为2s.