探究自行车变速的原理

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1、探究自行车变速的原理(—)研究小组人员课题组成员：初三直升班陈可凡、郑满潮（二）课题硏究的目的生活处处有物理，物理知识能广泛运用于生活中的各个领域。但是与生活相关的一些物理现象的原理我们会感到迷惑。例如自行车,自行车经过多年来的更新换代，已经变得与初代的自行车有所区别,变速已经成为很多自行车都有的功能。现在，就让我们探究一下自行车变速的原理,解开大家的迷惑，从而操作自行车时更加得心应手。（三）课题研究的步骤1、确定探究的方向2、实物探究,收集数据3、研究数据,得出结论（四）课题组分工陈可凡：实验探究、数据排版郑满潮：实物探究、图片收集（五）硏

2、究过程1、分析变速自行车的结构ZJ通过收集到的各种资料显示,大多数变速自行车的结构如下图所自冇车的结构而自行车的变速系统:前齿盘—►y^9变速线后齿盘(飞轮)▼变速器(后拨)指拨把前变速器工作原理：拨动前拨把，通过变速线,拉动前后变速器，变速器改变位置而改变了链条的位置，因此链条可以跳到不同的齿轮上，而改变速度(俗称重度)02、数据分析那众所周知，自行车变速是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢的。因此我们只要列举以下2种方案进行分析，就能知道自行车变速与齿轮大小的关系：(1)前齿轮最小，后齿轮也最小(2)前齿轮最小,

3、后齿轮最大(3)前齿轮最大,后齿轮最小(1)前齿轮最大z后齿轮也最大（前轮半径R前、后轮半径R后恒定）方案（1）:如图所ZE方案（2）：如图所示方案（3）如图所示方案（4）如图所示3、对照实验结合生活实际情况(后轮半径R恒定,前齿轮的轴半径r恒定,自行车前齿轮坐匀速圆周运动),当自行车前齿轮的轴运动状态保持不变时：①对比方案1、2(3、4同理)：此时2种方案前齿轮的轴运动状态完全一致，则前齿轮的轴角速度3相等，在同一个轮轴中，轮的角速度与轴的角速度相同，所以前齿轮的线速度均为VB=u)*rB方案1中后齿轮线速度为VA=VB=U)*rB后轮的线

4、速度为Vi=(w*rB*R)/rA方案2中后齿轮支力为Vc=VB=co*rB后轮的线速度为V2=(u)*rB*R)/rc而rAV2②①对比方案1、3(2、4同理)此时2种方案前齿轮的轴运动状态完全一致，则前齿轮的轴角速度3相等，在同一个轮轴中，轮的角速度与轴的角速度相同，所以方案1中前齿轮线速度为VB=u)*rB后齿轮线速度为Va二Vb二3%后轮的线速度为Vi=(u)*rB*R)/rA方案3中前齿轮线速度为Vd二3%后齿轮线速度为Va二Vd二3打。后轮的线速度为V3=(u)*rD*R)/rA而rB

5、结论通过总结上述方案对比,我们会发现，如果自行车的前齿轮越小,后齿轮越大，速度越慢；如果自行车的前齿轮越大，后齿轮越小，速度越快。（七）反思由于我们掌握的知识不够全面，实验可能会有一点局限性，但有关理论我们都已经做过相关的研究，结论大体上还是正确的，具有真实性。