自行车测速表准确吗？

河北省吴桥县教育局教研室 祝海峰

自行车测速表准确吗？

河北省吴桥县教育局教研室 祝海峰

周末，小明骑着自己的变速山地车去兜风。车轮与地面摩擦的沙沙声和耳边呼呼的风声，让小明十分陶醉。他低头看了一下车上的测速表，显示此时车速为45 km/h，即12.5 m/s。“速度也太快了，”小明有些怀疑，“是不是测速表不准确呀？”爱好物理的他准备用实验测测这个测速表到底准不准。

说干就干，小明请来小华当助手。他们找来了细棉线、红毛线、卷尺，并用手机的秒表来计时。他们先将细棉线绕车轮胎一周，然后拉直细棉线利用卷尺测出细棉线的长度，也就是车轮转一周前进的距离。接着，小明在车轮上系上红毛线作为标记，让车轮转动，自己记录车轮转动的圈数，让小华记录转动时间。两个人配合着实验了几次，做到了步调一致，就开始了正式实验。表一是实验获得的几组数据。

通过对比三组数据，小明和小华发现，测量的车速比测速表显示的车速要小一些。小明认为测速表有误差，小华却提出了不同意见。小华说：“我们在测量时也存在三个误差：第一，我们测量的是自行车空载时轮胎的周长，骑上自行车后轮胎变形了，长度会有变化；第二，测量时间时，总是我喊开始，你开始登车，这样会有延迟，造成计时偏大；第三，自行车测速表是通过固定在前轮上的一个感应器来工作的，我们在测量速度时，并没有注意和它同步进行测量。”小明觉得小华的分析很有道理。

于是，小明蹬上自行车，再次测量了轮胎的周长，发现明显比空载时要长。然后，他们又调整了轮胎上红毛线的位置，让它和感应器在即将扫过接收器的位置。至于计时造成的误差，只能通过两人的配合来尽量减小。表二是他们再次测得的三组数据。

表一

表二

分析表中数据可见，测量车速与测速表车速差值明显较前三组数据变小，这说明测速表测得的速度应该很接近实际速度。同时小明和小华还发现，测速表显示的速度没有小数，这也说明其所测数据仅是一个近似值。综合分析，可以说明测速表所测速度还是较为准确的。

小明和小华测量自行车速度时所用的原理是速度=路程/时间，而生活中测量速度的方法远不止这一种。比如测量汽车的速度时，和自行车测速表的原理一样，在变速箱输出轴上安装脉冲发生器，用导线把电脉冲传到仪表里，用脉冲频率指示速度，用脉冲计数器累计里程。再如测量飞机的速度时就利用了空速管，当飞机向前飞行时，气流便冲进空速管，在管子末端的感应器会感受到气流的冲击力量，即动压，然后和静止时的压力相比就可以知道飞机的速度了。随着科技的进步，一定还会有更准确、更便捷的测速工具出现。