高一物理：传动装置

在高一物理中，传动装置是一个重大的知识点，常见的传动装置有以下几种：

一：皮带传动(不打滑)

1.原理：依靠皮带与两轮之间的摩擦力来传递运动和动力。

2.特点：若皮带不打滑，皮带连接的两轮边缘线速度大小相等，即v₁ = v₂。由v=ωr可知，半径大的轮角速度小，半径小的轮角速度大。

3.应用：如电机带动皮带轮，进而带动其他机器运转，像工厂中的一些传送设备等。

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二：齿轮传动

1.原理：通过齿轮的轮齿相互啮合来传递运动和动力。

2.特点：齿轮传动时，两轮啮合点的线速度大小相等，即v₁ = v₂。根据v=ωr，大齿轮半径大，角速度小；小齿轮半径小，角速度大。而且两齿轮的转动方向相反。

3.应用：在汽车的变速器、钟表的机芯等设备中广泛应用，用于改变转速和扭矩。

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三：摩擦传动

特点：线速度相等

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三：同轴传动

1.原理：两个轮子安装在同一根轴上，轴转动时带动两轮一起转动。

2.特点：同轴转动的物体上各点的角速度相等，即ω=ω₂。由v = ωr可知，半径大的点线速度大，半径小的点线速度小。

3.应用：如自行车的后轮和安装在后轮轴上的飞轮，就是同轴传动，脚蹬踏板带动飞轮转动，进而带动后轮转动。

变速自行车原理

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四：解决传动装置问题的一般思路是：

第一判断传动类型，确定两轮边缘或轮上各点的线速度、角速度的关系，再根据v=ωr等公式结合题目条件进行相关物理量的计算和分析。

例题：上世纪70年代我国农村常用辘轳浇灌农田，其模型图如图所示，

细绳绕在半径为r的轮轴上悬挂一个水桶，轮轴上均匀分布着6根手柄，柄端有6个质量均匀的小球。球离轴心的距离为，轮轴、绳（极细）及手柄的质量以及摩擦均不计。当手柄匀速转动周把水桶提上来时，则（　　）

A．小球的角速度为

B．轮轴转动的角速度大于小球转动角速度

C．水桶的速度是小球转动线速度的倍

D．轮轴转动了nR周

例题：如图是一种新概念自行车，

它没有链条，共有三个转轮，A、B、C转轮半径依次减小。轮C与轮A啮合在一起，骑行者踩踏板使轮C动，轮C驱动轮A转动，从而使得整个自行车沿路面前行。对于这种自行车，下面说法正确的是（　　）

A．转轮A、B、C线速度vA、vB、vC之间的关系是vA>vB>vC

B．转轮A、B、C线速度vA、vB、vC之间的关系是vA=vB>vC

C．转轮A、B、C角速度A、B、C之间的关系是A<B<C

D．转轮A、B、C角速度A、B、C之间的关系是A=B>C

例题：如图所示，

A、B、C分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮的边缘上的三个点，到各自转动轴的距离分别为3r、r和10r。支起自行车后轮，在转动踏板的过程中，A、B、C三点

A. 角速度大小关系是？

B. 线速度大小关系是？

C. 加速度之比是：：：3：30

D. 转速之比是：：：3：1

例题：目前许多汽车都应用了自动无级变速装置，

不用离合器就可连续变换速度。如图所示为截锥式变速模型示意图，主动轮、从动轮之间有一个滚动轮，它们之间靠彼此的摩擦力带动且不打滑。当滚动轮处于主动轮直径为D₁、D₂从动轮直径为的位置时，主动轮转速n₁与n₂从动轮转速的关系为n₁/n₂=D₂/D₁

例题：某同学骑自行车匀速行驶，每1s蹬脚踏板1圈，测量得自行车的大齿轮半径r₁＝9.50cm，小齿轮半径r₂＝4.00cm，后轮半径r₃＝33.00cm，

求：

1.求出大齿轮的线速度大小v₁

2.求出小齿轮的角速度ω₂

3.求出后轮的线速度大小v₃

4.求出自行车匀速行驶的速度大小v.

【解析】

（1）该同学蹬脚踏板第1转1圈

则大齿轮的周期T＝2s，大齿轮的线速度v₁＝2πr₁/T。

（2）大齿轮和小齿轮链条传动

则二者线速度大小相等v₁＝v₂

小齿轮的角速度ω₂＝v₂/r₂。

（3）小齿轮和后轮同轴传动，则二者角速度相等ω₂＝ω₃，后轮的线速度v₃=ω₃r₃。

（4）后轮在地面上无滑滚动，则后轮的线速度大小等于车身前进的速度大小v＝v₃。

☞轮子上一点的运动是滚轮线运动

例题：