问题
填空题
如图所示,某种变速自行车,有六个飞轮和三个链轮,链轮和飞轮的齿数如下表所示,后轮的直径为d=666mm.当人骑该车,使脚踏板以恒定的角速度转动时,自行车行进的最大速度和最小速度之比为______;当人骑该车行进的速度为v=4m/s时,脚踩踏板作匀速圆周运动的最小角速度是______rad/s.
名 称 | 链 轮 | 飞 轮 | |||||||
齿数N/个 | 48 | 38 | 28 | 12 | 15 | 18 | 21 | 24 | 28 |

答案
脚踏板以恒定的角速度转动时,当链轮的齿数最多,飞轮的齿数最少,自行车的行进速度最大;当链轮的齿数最少,飞轮的齿数最多,自行车的行驶速度最小.链轮和飞轮的轮半径与齿数成正比,因为是依靠同一个链条传动,所以链轮与飞轮的轮缘线速度是一样的,所以ω链r链=ω飞r飞,亦即ω链N链=ω飞N飞.当N链=48,N飞=12时,自行车速度最大,此时ω飞=4ω链,当N链=28,N飞=28时,自行车速度最小,此时ω飞=ω链,而自行车的速度v=
ω,所以自行车的最大速度和最小速度之比为4.d 2
当自行车行驶速度一定时,即后轮的角速度一定,飞轮的角速度一定,根据ω链N链=ω飞N飞.脚踏板和链轮有相同的角速度,知要使脚踩踏板作匀速圆周运动的角速度最小,则N链最多,N飞最少,即N链=48,N飞=12.
ω飞=ω后=
,所以ω脚=ω链=v d 2
=3.0rad/s.ω飞N飞 N链
故本题答案为:4,3.0.