自行车中的力学原理

00班王高旻

PB05000608

自行车是我们日常生活中极其常见的一种交通工具。它的出现距今已有百余年的历史。最早的自行车是由法国人西夫拉克发明的，它没有传动系统，靠两脚蹬地向前滑行，最快只能达到时速20公里。后来苏格兰人皮埃尔发明了前轮带脚蹬的自行车。第一辆现代意义的自行车出现在19世纪末的英国，后由传教士带入中国。据统计目前中国有大约五亿辆自行车。

左图为自行车的基本结构

1:前轮 2:辐条 3:花鼓 4:

前叉 5:前刹 6:钢索 7:

刹车及变速把手 8:车把

9:竖杆 10:车架 11:前变

速 12:车座杆 13:车座

14:后刹 15:货架 16:飞

轮 17:反光镜 18:后轮

19:后变速 20:脚撑 21:

气门 22:后轮 23:链条24:

轮盘 25:脚踏 26:曲柄*几个重要的概念：

传动装置：包括主动齿轮（轮盘）、被动齿轮（飞轮）、链条及变速器。

齿轮比：主动齿轮（轮盘）与被动齿轮（飞轮）的齿数之比；

传动比：齿轮比乘以后轮的直径；

传动行程：传动比再乘以圆周率即为传动行程，即每蹬踏一周单车前进

的距离。

*自行车运动力学

自行车运动是一种半机械化运动。人们应掌握一定的机械原理和力学知识，有效地利用传动速比，合理掌握运动强度，巧妙节省体能消耗，从而以充沛的体力，达到高效的运动

·自行车传动

自行车是传动式机械，它的传动装置包括主动齿轮、被动齿轮、链条及变速器等。齿轮比与传动比关系着自行车的使用效率。后轮运转实质在于：在链条传动下的飞轮带动后轮转动，飞轮与后轮具有相同的角速度，而后轮半径远大于齿轮半径，由线速度增大，提高了车速。

齿轮比:主动轮对被动轮的齿数之比为齿轮比。如果两个齿轮的齿数相同，那末踏蹬一周，两个齿轮和后轮都各旋转一周。假如主动齿轮的齿数大于被动齿轮的齿数，那么每踏蹬一周，被动齿轮转的圈数就大于一周多，速度加大。因此，齿轮比与主动轮的齿数成正比，与被动齿轮的齿数成反比。

以g代表齿轮比，c代表主动齿轮的齿数，f代表被动齿轮的齿数，它们之间的关系用公式表示，即：g=c/f

例如：赛车轮盘为49齿，飞轮为14齿，即可求出齿轮比为: g=c/f=49/14=3.5 也就是说蹬踏轮盘一周，飞轮转三周半。

大小齿轮之间用链条相连，则大小齿轮盘沿线速度大小相同，V V 21=，而小齿轮和后轮之间通过轮轴相连，他们的角速度

ωω3

2=则由ωR V =，设后轮沿速度为V 3，则 ωωR R V V 2323

==R R 23

我们通过进一步研究可知人踩踏板速度V 和后轮转动速度V 3之间关系，踏

板和大齿轮盘同轴，则

R V R V 11=

V V 21= 则V R R

V 21=

由R R V V 23

23= 故R R R V R V 3123=

传动比（传动系数）：齿轮比乘以后圈直径即为传动比。以d 代表传动比，b 代表后圈直径，它们之间关系用公式表示，即：d=c/f ×b=gb 由此可见，齿轮比确定之后，传动比是与后圈直径成正比的。

例如：轮盘为49齿，飞轮为14齿，后圈直径为27寸（一般习惯用英寸），代人公式即可求出传动比： d=c/f ×b=49/14×27 = 3.5×27＝ 94.5 传动行程:每踏蹬一周，车子向前运动的距离则为传动行程，也叫速比行程。其计算方法是传动比乘以圆周率。以 m 代表传动行程，π;代表圆周率（此为常数，π＝3．14），它们之间关系用公式来表示。即

m=c/f ×b ×π

例如，赛车轮盘为49齿，飞轮为14齿,后轮真径为27寸,求它行程距离时,代人公式： m=c/f ×b ×π=49/14×27×3.14×2.54 =754CM

以上数据是自行车每踏蹬一周，车子向前行进行745cm, 即 7.54m.

变速自行车是通过调整齿轮比来达到变速目的。

·速度计算

V=S/T

S=V×T

T=S/V

·空气阻力

车子向前进,必须借助于一定的力量。人每踏蹬一周的力量，叫前进力，也叫向前推力。前进力与用力、传动比、曲柄（即中轴到脚蹬的连杆）长有关。以Y代表前进力，Q代表踏蹬力量，I代表曲柄长度，D代表传动比，它们之间的关系用公式表示则为Y＝Q×I/D

前进力（Y）与踏蹬力量（Q），曲柄长度（I）成正比,与传动系数（D）则成反比。

例如：传动系数为94.5，曲柄长度为7英寸，踏蹬力量为25公斤力，前进力则为：Y=Q×I/D=25×7/94.5=1.85公斤力

人们骑车向前进时，必须突破空气阻力，这就需要力量。不同风级所产生的风速，和垂直风向每平方米所受到的压力均不相同，只有克服这些因素，车子才能向前行驶。如：无风骑行时受风面积为0.5平方米，自行车前进速度为每小时40公里，空气对人们的压力为5.5公斤力。因此，人们必须用大于5.5公斤的前进力才能使车子前进。当运动员以自己全部体重在踏蹬点上，那么所产生的前进力是多大呢（暂不计算车子摩擦部分所消耗的力量）？例如：一运动员体重70公斤，自行车曲柄长度7寸，传动比为94.5，所产生的前进力是：Y=Q×I/D=70×7/94.5=5.19公斤。前进力是5.19公斤力，遇到六级风的阻力是0.5平方米为5.5公斤，运动员使用全部力量车子前进力才有5.19公斤/0.5平方米，仍小于六级风的阻力。所以，在六级风的情况下运用94.5的传动系数的运动员是很难骑车前进的。就必须改变传动系数。

风级表

自行车在我国是很普及的代步和运载工具。在它的身上运用了许多力学

知识，

1．力和运动的应用

(1)减小与增大摩擦。

车的前轴、中轴及后轴均采用滚珠，变滑动摩擦为滚动摩擦。为更进一

步减小摩擦，人们常在这些部位加润滑剂。

自行车的车胎、车把套、踏板等处都刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如在刹车时，车轮不再滚动，而在地面上滑动，滚动摩擦变为滑动摩擦，故

车可迅速停驶。而在刹车的同时，手用力握紧车闸把，增大刹车皮对钢圈的

压力以达到制止车轮滚动的目的。

(2)弹簧的减震作用。

车的座垫下安有许多根弹簧，利用它的缓冲作用

以减小震动。因而坐在车后的货架上的人会比坐在车

前坐垫上的人震动剧烈。

2．压强知识的应用

(1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被

压破。

(2)座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受

压强，使人骑车不易感到疲劳。

(3) 自行车的内胎充入了大量的空气，它是支撑车身的主力。当充入车胎内气体不充足时，胎内压强小于外界压强，由P=F/S，F一定，而压强P 减小，车胎与地面接触面积S增大。从而使原来的滚动变为与地面滑动，摩擦力增加，影响到车的行驶速度。反之，当胎内气体充足时，骑车时就可达到轻而快的效果。

3．简单机械知识的应用

自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠

杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车的脚踏板与中轴也

相当于一个轮轴，实质为一个省力杠杆．自行车的飞轮

也相当于一个省力的轮轴。

一个车轮上共有３６根辐丝，构成一个网状结构，当给轮胎施加竖直向

下的压力时，车竖直方向上的上下各六根辐丝受到压力，而水平方向上的辐

丝也受力。做实验可知，当用力压轮胎时，轮胎几乎没有变形，而抽去轮胎

水平方向两侧的辐丝，再用力压轮胎，轮胎在竖直方向会被压扁。因此自行

车的轮胎选用了辐丝交叉的方法，使整个车轮稳固，可分散受力，避免因巨

大外力导致车轮扭曲变形。

4．功能的知识运用

人们在骑自行车上较陡的坡时，往往走“S”形路线，这是根据功的原理。坡长相当于斜面长，坡高相当于斜面高，根据功的原理：W1＝W2，即FL＝Gh，可看出，斜面长L是斜面高h的几倍，所用的力F就是重力G的几分之一，所以，在高度h不变的情况下，斜面越长越省力，走“S”形路线是为了增大斜面长，从而能使用较小的力顺利上坡。

5．惯性

快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮会跳起来。前轮受到阻

力而突然停止运动，但人和后轮没有受到阻力，由于惯性，人和后轮要保持

继续向前的运动状态，所以车体会以前轮与地面的接触点为支点做转动。速度越大则转动幅度越大。因此下坡或高速行驶时，要先刹后刹，再刹前刹；

或前后刹一起刹，决不能单独用自行车的前刹刹车，否则会出现翻车事故。

自行车转弯时，为克服离心力，人的身体通常会有意向转弯方向倾斜，而且同时要减速，使摩擦力足够提供向心力。减速时后刹不宜使用过猛，否则车子可能掉头或滑倒。

*关于折叠自行车

现有小轮自行车受传动比的限制，速度达不到普通２６英寸自行车的水平，难以满足成人代步的要求，只能供少年儿童使用。于是，当小轮踏板摩托车、电动踏板车风靡都市，人们仍然只能骑着笨重的２６英寸的自行车艰难前行。而微型折叠自行车的出现，解决了小轮自行车受传动比限制的技术难题，使小轮自行车不但体积小、重量轻而且速度快，十分便于骑行、携带和存放。该车使用单列向心球轴承、辐板结构等，12英寸样车的速度与２６英寸自行车相同，骑行操控性、舒适性、安全性均非常令人满意，完全可满足成人代步需要，该车重量只有５－９公斤，成本大大低于普通２６英寸自行车，开发形成系列产品后，极有潜力在城市部分取代２６英寸自行车。

自行车运动是一种半机械化运动。人们应掌握一定的机械原理和力学知识，有效地利用传动速比，合理掌握运动强度，巧妙节省体能消耗，从而以充沛的体力，达到高效的运动自行车传动

自行车中的物理知识

自行车涉及了许多物理知识，现归纳如下：声的现象：自行车车铃的把手经过手的拨动，带动了齿轮，齿轮使带有弹簧锤的轴旋转起来，弹簧锤敲打铃盖，车铃就叮铃响。拨动自行车的车铃能发声，是因为振动的物体能发声，用手按住铃盖，铃声振动停止。光的现象：自行车的尾灯的反射面由很多红色的立方体直角组，可以把照在尾灯上的光向各个方向反射，使车后各个方向上的人均能看到红色的光，以防止交通事故的发生。摩擦的现象： 1．车的前轴、中轴、后轴上装有滚动轴承及润滑油，车轮是圆形的，是为了减少摩擦。 2．车外胎、把手塑料套和脚踏板上都刻有花纹，车的把手上有凹槽，是为了增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。 3．若车铃不响，是因为轴与齿轮之间的咬合部分太涩了，加几滴油润滑，减小摩擦。 4．车把的塑料套紧套在车把套上，是为了增大与车把套的压力来增大摩擦。 5．刹车时，应用力捏车闸，是为了增大压力来增大摩擦。 6．旋紧自行车各种紧固螺丝，是为了增大压力来增大摩擦。 7．自行车的前轮为从动轮，摩擦力的方向向后，与运动的方向相反。后轮为主动轮，摩擦力的方向向前，与车运动的方向相同。紧急刹车时，轮子与地面的摩擦属于滑动摩擦。压强的现象： 1．自行车的坐垫呈马鞍型，它能够增大坐垫与人体的接触面积，以减小臀部的压强。 2．脚蹬板很宽，也是为了增大与脚的接触面积，以减小脚部的压强。 3．用橡胶制成的车胎并且打足气，是为了通过减轻压力来减小对地面的压强，同时通过弹力的作用可起缓冲作用。 4．给车胎打气时，越打越费力，车胎越硬，是因为越打里面的气体越多，里面的压强越大。杠杆的现象： 1．控制前轮转向的杠杆──车把：是省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前轮来控制自行车运动方向和平衡。 2．控制刹车闸的杠杆──车把上的闸把：是省力杠杆，人们用很小的力就能使车闸以比较大的压力压到车轮的钢圈上。 3．支持人重和货重的杠杆──三角杠、货架、前叉、后三角杠：用以形成车重和承重。 4．中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴，因为脚蹬半径大于花盘齿轮的半径。 5．自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴，因为手握把外的半径大于前叉轴的半径。 6．自行车后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴，因为齿轮的半径小于后轮的半径。电的现象：自行车前轮旁边的照明灯能发光，因为内部有旋转磁极式发电机，圆形磁体的轴与前轮摩擦转动而产生感应电流。电流通过小灯泡的灯丝而发光，把小灯泡放在凹面镜的焦点处，起到会聚作用，增加灯的亮度。热的问题： 1．夏天，将自行车车胎中的气打得足足的，若停在烈日下，车胎会爆裂。因为在烈日下，车胎内的气温升高，压强增大，当压强增大到超过车胎所能承受的最大压强时，车胎会爆裂。 2．用打气筒给自行车车胎打气时，不一会儿气筒壁就会热起来，是因为打气筒的活塞压缩气体做功，气体内能增加，气体内能传给筒壁，使筒壁温度升高。同时打气过程也是克服活塞和筒壁摩擦力做功过程，也使筒壁内能增加，温度升高。

小学科学五年级下册自行车的科学教学设计

青岛版小学科学五年级下册《自行车的科学》教学设计【教学内容】青岛版五年级下册第五单元第二十二课。【教学目标】 1.能在观察中发现和提出问题，在交流动手中探究并想办法解决问题;能搜集、整理各种信息资料。能对所提出的问题进行科学的解释和比较。 2.知道科学技术是不断发展的；干预大战，大胆设想，勇于改革创新，善于观察，愿意合作与交流。 3.了解自行车的发展史；知道自行车中综合运用了简单机械的原理；了解新型材料在自行车中的运用。【教学重难点】教学重点：通过小组合作发现自行车的结构功能及简单的机械原理。教学难点：会选择适合自己的问题进行研究。【教具、学具】教师准备：课件(有关自行车的图片、视频资料)、实验记录表。轻便车、山地车、电力自行车、变速车、折叠自行车各一辆。螺丝刀、钳子、锤子、扳手若干。学生准备：课前了解自行车的发展史,收集各种自行车的图片资料。【教学过程】一、创设情境提出问题 1.教师谈话：今天老师给你们带来了一场精彩的自行车比赛，想看吗？(想！) 2.教师播放自行车比赛视频资料，学生观赏。 3.教师：看到这场比赛你有什么感受? 4.学生交流。预设： ①这场比赛真激烈呀！ ②想不到自行车能骑这么快！ ③选手们的车技真好呀！ ④想不到自行车骑起来这么灵便？ ……

预设4. 学生发现自行车车身喷漆,车圈镀铬、锌等金属材料不仅能防锈，而且美观。 1.学生汇报交流自己的发现。(车架涂漆是为了防锈美观。) 2.教师引导：除了漆之外还有哪些地方有保护作用?(学生交流：链条、齿轮抹油等。) 3.教师展示课件并提出问题引导学生思考：反光镜、车铃、轮胎等又有什么作用呢？（学生讨论交流：为行驶安全设计。）此处，教师适时对学生进行自行车行驶安全教育。 3.教师小结：看来，自行车的设计,不但讲究科学美观，还要安全实用。预设5. 学生发现自行车轮胎表面、橡胶紧套车等表面有花纹，目的是增大摩擦力。 1.学生汇报自己的发现。 2.引出问题让学生思考:车轮设计成圆形，各转动部件加润滑油的目的是什么?引导学生思考交流,理解是减小摩擦。 3.教师小结：设计师对自行车的设计非常科学，增大有益的摩擦，减少有害的摩擦。（二）了解自行车的发展教师：真是人多力量大！大家竟然从平平常常的自行车里发现了这么多的科学原理。看来，你们都是爱观察、善动脑筋的好学生。现在，让我们追溯历史，看看自行车又是怎样发展的呢？课前你们一定搜集了许多相关资料。来，与全班同学一起分享吧！学生运用多种形式展示自己所搜集的有关自行车发展史的图片、录像或文字资料。教师:同学们真了不起，自己动手搜集了这么多丰富的资料。我也搜集到一些资料，跟大家一起交流交流好吗？课件播放有关自行车发展的历史资料。让学生观看之后谈感想，激发学生用学到的知识改善生活的热情。

自行车中的物理知识

一、力学知识 1、稳定性的知识自行车之所以在行驶过程中不会倾倒，主要得益于物理学原理的应用。大家知道，凡是高速转动的物体，其转动方向会保持不变，物体便不会倾倒，这同旋转的陀螺不会倾倒是一个道理。我们骑自行车是在前进的方向上给自行车一个力，使车轮转动起来，车轮就能保持在一种平衡状态，在利用车把转动加以调节，自行车就可以往前行进了，一旦停下来，这种平衡没了，自行车就会倾倒。 2、摩擦力知识 (1）启动、行驶过程中的摩擦力紧蹬自行车前进时，后轮受到的摩擦力方向向前，是自行车前进的动力，前轮受到的摩擦力方向向后，是自行车前进的阻力；自行车靠惯性前进时，前后轮受到的摩擦力方向均向后，这两个力均是自行车前进的阻力。后轮称为主动轮，前轮称为从动轮。当下雨或下雪天，地面摩擦力变小，自行车很容易摔倒，即平常说的打滑，其道理就在于此。自行车上轮胎上凹凸不平的花纹，就是为了增大摩擦力。 (2）刹车过程中的摩擦力人捏刹车柄，使刹车线带动刹车块与轮胎靠紧，产生摩擦力，使自行车减速，最终停下来。摩擦力的大小取决于压力的大小和接触面的粗糙程度。以恒定的速度驾驶同一自行车、刹车力越大，摩擦力越大，自行车制动的越快；说明压力越大，产生的摩擦力越大。新、旧两辆自行车，在相同的速度下，用近似相同的力捏刹车柄，新车制动快，原因是旧车的刹车块和车胎磨得比较光滑，产生的摩擦力很小。 (3)自行车车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车块处均刻有一些花纹，增大接触面粗糙程度，增大摩擦力。 (4)车轴处经常上一些润滑油,来减小摩擦力。 (5)所有车轴处均有滚珠，变滑动摩擦为滚动摩擦，来减小摩擦，转动方便. 3、减震系统自行车装有减震器。自行车共有5个地方进行了减震处理：三脚架、鞍座、车头和前后轮胎，其中三脚架、鞍座、车头运用弹簧减震，车身则靠轮胎减震。自行车震动时，整个车身具有了形变性，使人落下时与车身接触的时间增长，受力变小，提高了舒适性。好比人从高处跳到水泥地上，脚会感到疼，如果在地面上铺上软垫，人再往下跳，即使是相同高度，感觉也不会那样剧烈。通过减震不仅使骑车人感到舒适，也减少了自行车的磨损。 4、压强知识 (1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。 (2)坐垫呈马鞍型，它能够增大坐垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车不易感到疲劳。 (3）在夏天车轮气打足，则轮胎在强烈的阳光照射下，往往会爆胎，这是因为轮胎中气体在阳光照射下，吸收热量，温度升高，受热膨胀，压强增大，故车胎易爆。 (4）气门芯的作用：充气内胎上的气门芯，起着单向阀门的作用，只让气体进入，不让气体外漏，方便进气，保证充气内胎的密封。 (5)在车轴拧螺母处要加一个垫圈，来增大受力面积，以减小压强。 (6)自行车的脚踏板做得扁而平，来增大受力面积，以减小它对脚的压强， 5、简单机械的知识 (1）杠杆知识 A、控制前轮转向的杠杆：自行车的车把，是省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前轮，来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。

自行车的物理知识案例

初中物理教学案例自行车中的物理香河县第十二中学王春民（一）背景在初三物理总复习时，考虑到自行车是教材和考试中多次出现过的物理知识应用的典型事例，专门安排了一节复习课“自行车中的物理”。设计初衷是通过学生观察、讨论，促进对知识的理解和运用，体会物理与生活的联系，进一步提高学生乐于探究生活中物理现象的兴趣。可是，在实际教学中，学生对该题的讨论进程及结果，大大超出笔者的预料。（二）教学内容和步骤上课时，先在讲桌上放一辆自行车。为调动学生讨论的积极性，采用竞赛的形式。将学生分成男、女生对抗两组，要求学生围绕课题讨论，提出尽可能多的问题，并做出解答，不能解答的，可以留到全班讨论，时间约15分钟。然后，让两个小组在全班交流，提出或解答问题最多的组为优胜。交流时，学生非常积极，争先恐后地想表明自己的观点。老师把学生提出的问题分类写在黑板上，解答不完善的由对方组补充，相同的问题避免重复。最后学生大致提出并弄清楚了下面几个方面的问题：一、力学知识 1．摩擦方面（1）自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车块处均刻有一些花纹，并且使用摩擦大的材料，增大摩擦力。（2）车轴处经常上一些润滑油，以减小接触面粗糙程度，来减小摩擦力。（3）所有车轴处均有滚珠，变滑动摩擦为滚动摩擦，来减小摩擦。（4）刹车时，用力捏紧车闸，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力。（5）紧蹬自行车前进时，后轮受到的摩擦力方向向前，是自行车前进的动力，前轮受到的摩擦力方向向后，是自行车前进的阻力；自行车靠惯性前进时，前后轮受到的摩擦力方向均向后，这两个力均是自行车前进的阻力。 2．简单机械（1）自行车刹车手闸是一个省力杠杆，车后坐的载物夹也是杠杆。脚踏和中轴大齿轮组成一个省力轮轴，后轮上小齿轮和后轮组成一个费力轮轴。车把和前叉也构成省力轮轴。（2）自行车上坡走S形路线，相当于增加了斜面的长，可以省力，使上坡更容易。 3．运动方面（1）自行车的速度约为（3-5）m/s。（2）以树木为参照物，自行车是运动的；以树木为参照物，自行车是向后退的。4．压强方面（1）一般情况下，充足气的自行车前、后轮胎着地总面积大约为S＝100cm2，当一普通的成年人骑自行车前进时，自行车对地面的压力大约为F＝（600N+250N）＝850N，可以计算出自行车对地面的压强约为8．5×104Pa。

自行车中的力学原理

自行车中的力学原理 00班王高旻 PB05000608 自行车是我们日常生活中极其常见的一种交通工具。它的出现距今已有百余年的历史。最早的自行车是由法国人西夫拉克发明的，它没有传动系统，靠两脚蹬地向前滑行，最快只能达到时速20公里。后来苏格兰人皮埃尔发明了前轮带脚蹬的自行车。第一辆现代意义的自行车出现在19世纪末的英国，后由传教士带入中国。据统计目前中国有大约五亿辆自行车。左图为自行车的基本结构 1:前轮 2:辐条 3:花鼓 4: 前叉 5:前刹 6:钢索 7: 刹车及变速把手 8:车把 9:竖杆 10:车架 11:前变速 12:车座杆 13:车座 14:后刹 15:货架 16:飞轮 17:反光镜 18:后轮 19:后变速 20:脚撑 21: 气门 22:后轮 23:链条24: 轮盘 25:脚踏 26:曲柄*几个重要的概念：传动装置：包括主动齿轮（轮盘）、被动齿轮（飞轮）、链条及变速器。齿轮比：主动齿轮（轮盘）与被动齿轮（飞轮）的齿数之比；传动比：齿轮比乘以后轮的直径；传动行程：传动比再乘以圆周率即为传动行程，即每蹬踏一周单车前进的距离。 *自行车运动力学自行车运动是一种半机械化运动。人们应掌握一定的机械原理和力学知识，有效地利用传动速比，合理掌握运动强度，巧妙节省体能消耗，从而以充沛的体力，达到高效的运动 ·自行车传动自行车是传动式机械，它的传动装置包括主动齿轮、被动齿轮、链条及变速器等。齿轮比与传动比关系着自行车的使用效率。后轮运转实质在于：在链条传动下的飞轮带动后轮转动，飞轮与后轮具有相同的角速度，而后轮半径远大于齿轮半径，由线速度增大，提高了车速。齿轮比:主动轮对被动轮的齿数之比为齿轮比。如果两个齿轮的齿数相同，那末踏蹬一周，两个齿轮和后轮都各旋转一周。假如主动齿轮的齿数大于被动齿轮的齿数，那么每踏蹬一周，被动齿轮转的圈数就大于一周多，速度加大。因此，齿轮比与主动轮的齿数成正比，与被动齿轮的齿数成反比。以g代表齿轮比，c代表主动齿轮的齿数，f代表被动齿轮的齿数，它们之间的关系用公式表示，即：g=c/f 例如：赛车轮盘为49齿，飞轮为14齿，即可求出齿轮比为: g=c/f=49/14=3.5 也就是说蹬踏轮盘一周，飞轮转三周半。

自行车中的物理知识

自行车中的物理知识一、教学目标 1、知识与技能：通过讨论使学生进一步了解与自行车有关的摩擦、杠杆、压强、光、声、能等物理知识。 2、过程与方法：培养学生勇于讨论的意识。培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。 3、情感、态度与价值观：通过小组讨论活动，培养学生团结协作的精神。让学生体验生活、物理、社会的紧密联系。培养学生运用物理知识对社会生活中的事物作出自己的评价。二、设计思路为了加强这节课的探究性，体现课改精神，这节课我主要安排学生进行分组讨论。让学生对自行车中的物理知识有一个新的认识，同时培养学生运用物理知识对社会生活中的事物作出自己的评价，积极参于与科学技术有关的社会问题的决策。三、教学资源 1、学生已有的关于摩擦、杠杆、压强、光、声、能等的知识。 2、自行车、教学课件。 3、《自行车中的物理知识》作者：王敬龙河北省承德市民族师专附属中学四、教学设计 1、课的引入从我国是“自行车王国”和学生的代步工具引入。 2、课的进行先请学生回答预习卷上的问题，你在使用过程中发现的物理知识。并将他们的回答进行了简单归类（板书：摩擦、杠杆、压强、光、声、能）。利用自行车和教学课件，让学生进行分类讨论。初中阶段，可能讨论的方面：摩擦、杠杆、压强、光、声、能等。学生讨论不到的内容可以提示；超出初中阶段物理知识的首先肯定学生的探究精神，可以课后专门讨论。再通过课堂练习（见课堂练习）进一步加深对自行车中的物理知识的认识，突出培养学生运用物理知识对社会生活中的事物作出自己的评价，积极参于与科学技术有关的社会问题的决策。 3．课后作业（见课后练习）。

自行车中的物理知识课前预习: 一、背景资料：自行车起源于欧洲。 1790年发明了将两个轮子装在木马上,用脚蹬地前进的木马轮。 1816年发明了有车把的木轮车。 1839年发明了由曲柄连杆结构驱动后轮的铁制自行车。 1861年法国的米肖父子发明了前轮大、后轮小，前轮上装有曲柄和能转动的踏板的自行车。 1874年首次在自行车上采用了链条传动结构。 1886年开始使用滚珠轴承和车闸，并将前后轮改为大小相同。 1888年英国的邓洛普成功使用了充气橡胶轮胎，自行车至此基本完善。 1868年举行了最早的自行车比赛，1893年举行首届世界业余自行车锦标赛。1895年举行首届世界职业自行车锦标赛。现代的奥运会自行车比赛分场地赛、公路赛和越野赛3大类。二、构造：自行车由车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等部件构成。其中，车架是自行车的骨架，它所承受的人和货物的重量最大。按照各部件的工作特点，大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统： 1、导向系统：由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。 2、驱动（传动或行走）系统：由脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不断前进。 3、制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停车、确保行车安全。此外，为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了车灯，支架等部件。结构图：三、自行车是一种简便无污染的交通工具，看一看它的构造(如图)想一想你的使用过程，请提出两个与物理有关的问题(力、热、声、光、电均可以，不需解答): 如：自行车的轮胎为什么会有花纹? 问题①; 问题②。

第三课自行车中的物理知识

第三课自行车中的物理知识自行车是我们日常生活中一种普遍的交通工具，常见的有普通载重自行车、轻便自行车、山地自行车、童车、赛车、电动自行车等．它结构简单，方便实用，下面分别介绍自行车的有关原理和其中涉及到的相关物理知识。（一）自行车的有关原理一、车体设计原理Ａ：手把连接前轮的转向机制是轮轴的运用，一般女装车手把大多比较宽，就是因为把“轮”的半径加大，可以更省力，骑起来很优雅．Ｂ：剎车把手是一个简单的杠杆，使用者用很小的力就可对剎车片产生很大的压力．Ｃ：前剎片是利用摩擦力使车轮减速，同时在接地点产生向后的摩擦力来使车体减速．以前轮夹式剎车和传统后轮轴心的盘式剎车来比较，对同样大小的剎车压力而言，前者因力臂较长，会比后者有较大的力矩，效果较佳．Ｄ：接地的轮胎也是靠摩擦力使车子前进，剎车也是同样道理．Ｅ：轮轴中央用滚珠轴承加黄油来减少摩擦，提高传动效率．Ｆ：踏板是轮轴的运用．Ｇ：前后齿轮是利用链条传动的齿轮系统，因为前大后小，所以费力而省时，可以把车子加速到很快．Ｈ：后齿轮传动给后轮是一种作用力施在轴上的轮轴系统．Ｉ：有些座垫下方是以弹簧为避震器，是弹簧在日常生活中除了做为弹簧秤外，另一大用途．夷陵中学校本课程

Ｊ：新型自行车有些装上油压避震器，是帕斯卡原理的运用．二、为何自行车刚骑动时手把会不自觉转动？自行车基本上是两点着地，骑动时可以不倒下是因为两轮滚动时产生水平方向的角动量；当车子几乎静止时角动量消失了，质心要通过底座(人和车体在地面的投影)的机会非常少，不可避免就要倒下，此时若转动手把就会产生垂直方向的角动量，使车子保持平衡，这点和飞盘转动时可以保持平稳飞行有异曲同工之妙，但因为转动不是很完整，方向又一再改变，所以一般不能撑很久．三、变速原理设前齿轮半径a、后齿轮半径b，a/b的比值愈大，可以愈省力，但省力一定较费时，所以车骑得不快，一般在起动时会把a/b调小一点，比较容易克服最大静摩擦力，之后再把比值变大．一辆十段变速的自行车有两个不同半径的前轮，后面有五个，以共有十种组合．四、剎车原理从运动学的角度来看，急剎车车子可能向前翻倒．先考虑前轮剎死的情形：此时以前轮着地点为支点，因车子有向前的惯性(人车的质心明显在支点右上方)，很容易有向前翻的情形发生；那后轮剎车的情形又如何呢?如果后轮剎死了车子的惯性一样向前，但此时前轮对地面的压力会增大，相对减少后轮的下压力，所以翻车的机会较少，当然若是向前的惯性实在太大，车子一样会以前轮为支点旋转而使后轮会上跷．综合以上可知：自行车最好不要单独剎前轮，若只有一个剎车系统应装在后轮，当然两轮一起剎车最理想．不论用那一轮剎车，前轮的下压力一定会增大，后轮的一定减少，所以前轮的剎车摩擦力比后轮的大．所以在机车或汽车上，效果较佳(当然也较贵)的碟式剎车装在前轮，后轮再装鼓式剎车，此即常在汽车广告中听到的”前碟后鼓”，但注意使用的前提是前后剎车一定同时作用，以免翻车．（二）自行车中的物理知识图1和图2是两种常见的自行车，在其中涉及到很多物理知识，包括杠杆、轮轴、摩擦、压强、能量的转化等力学、热学及光学知识，下面具体来分析一下．一、力学知识 1．摩擦方面

自行车上的物理知识

自行车上的物理知识自行车是一种简便的交通工具，从它的构造和使用过程中，可发现许多与物理有关的知识。 1、自行车的车座为何设计成马鞍型？答：这样可以增大人与车座的接触面积，减小车座对人的压强，人骑车时感到舒服，骑车不易感到疲劳。 2、车坐下的弹簧有什么作用？答：起到减震作用。 3、自行车的那些部件是杠杆？答：刹车手闸是一个省力杠杆，车把和前叉也构成省力杠杆。 4、自行车的哪些装置是轮轴？答：脚踏和中轴大齿轮组成一个省力轮轴，自行车把也是省力轮轴，后轮上小齿轮和后轮组成一个费力轮轴。 5、自行车的手把、脚踏板、轮胎等处，为什么会做有凹凸不平的花纹？答：通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦。 6、自行车的哪些部位要减小摩擦，用什么方法来减小？答：自行车上的所有转轴，如中轴、前后轴、飞轮、脚踏板、转轴等部件都要减小摩擦，它们是利用滚珠轴承或润滑剂来减少摩擦的。 7、刹车是为什么手要用力？紧急刹车，车为什么能很快停下来？答：刹车皮对钢圈的压力越大，则刹车皮对钢圈的滑动摩擦力越大，用力刹车可以使轮子不再转动，使车轮与路面的滚动摩擦变为滑动摩擦，在相同情况下，滑动摩擦比滚动摩擦大得多，所以车能很快停下来。 8、紧急刹车时，新的轮胎为什么会在地面上留下一道黑色的痕迹？答：刹车时，车轮基本不转动，但由于惯性，车子仍向前滑动，此时轮胎要克服地面摩擦做功，机械能转化为内能，轮胎因温度升高而焦化，所以会在地面上留下黑色的痕迹。 9、自行车的车龄为什么会发出声音？答：车铃中小锤敲打铃盖，铃盖振动产生声音。 10、人面对车铃，会看到自己的像，这是怎么回事？答：车铃盖形状相当于一个凸面镜，人看到的是因反射而成的正立缩小的虚像。 11、自行车的前后轮受到的摩擦有什么不同？答：前轮是从动轮，受到的摩擦力方向和运动方向相反，起阻力作用；后轮是驱动轮，他和地面的静摩擦是车前进的动力，方向和运动方向相同。 12、脚踏板和后车轮的转动快慢是否相同？答：不相同，后车轮转动较快，这是因为中轴上大齿轮的齿数比后轴上小齿轮的齿数多。 13、人骑自行车的正常行驶速度约是多少？答：约15km/h

自行车中的物理原理

自行车中的物理原理自行车物理原理结构刹车摩擦力日常生活中有许多事物看似非常简单,但却涉及了许多深刻的物理问题,需要运用物理学原理去解释。通过对这些事物的分析研究,能够将物理学融入到实际生活中,拉近学生与物理的距离,提高学生的学习兴趣,并有助于培养学生发现问题、解决问题的能力,促进学生形成科学的思维方法。自行车是学生非常熟悉的一种交通工具,其中却蕴含了很多物理问题。下面通过探讨自行车中的几个物理问题,说明如何将物理知识与生活实际相结合,用物理知识解释生活中的现象。自行车主要由支撑架构、车轮、传动装置、转动装置和制动装置五个部分组成。它的每一个部分都包含着许多不同的物理问题。一、自行车的基本结构自行车结构虽不复杂，但是每一部分的设计都有着丰富的物理原理。要研究自行车，首先要研究的便是自行车的基本结构。下面，我们通过图文结合的方式来了解下自行车的基本结构。自行车的整体结构

自行车的前端自行车的坐垫

自行车的前轮自行车的牙盘

自行车中部的三角支架以上这些结构当中的物理原理不计其数，在这里我们举了以下三个例子： 1、自行车的车座为何设计成马鞍型？答：因为这样可以增大人与车座的接触面积，减小车座对人的压强，人骑车时感到舒服，骑车不易感到疲劳。 2、车坐下的弹簧有什么作用？答：弹簧可以起到减震作用。 3、自行车的手把、脚踏板、轮胎等处，为什么会做有凹凸不平的花纹？答：这些凹凸不平的花纹可以通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦。二、自行车车轮的物理问题 (1)自行车的轮胎是圆形圆形有一个其他几何图形所不具备的特点,就是无论它进行怎样的旋转,通过圆心及圆上任一点的距离永远相等。这样就可以保证车轮在运转的过程中,车轮的重心时刻保持不变,且其动力臂和阻力臂也时刻保持不变,这样自行车才能运行平稳。 (2)自行车轮胎用橡胶制成,并充满气体自行车的车轮是橡胶制作的,并且橡胶内充满了空气。橡胶具有弹性,橡胶内的空气可以形成一个气垫,这样做可以减少自行车运行过程中所受到的冲力,达到缓冲减震的目的。即使人在非常不平坦的路面上行进,也不会有特别颠簸的感觉。并且橡胶与地面的摩擦力也较大。 (3)自行车在运转过程中的受力分析当骑自行车或推自行车行走时,人和自行车对地面会有压力作用。轮胎和地面之间不光滑,因此自行车车轮与路面之间会有摩擦力存在。下面对自行车所受的摩擦力进行分析。 ①推自行车时前后轮的受力情况分析图2为向前推自行车时自行车所受摩擦力的受力分析图。在向前推自行车时,自行车的前后轮都按逆时针方向滚动,

自行车中的物理

认识自行车的基本结构： *几个重要的概念：传动装置：包括主动齿轮（轮盘）、被动齿轮（飞轮）、链条及变速器。齿轮比：主动齿轮（轮盘）与被动齿轮（飞轮）的齿数之比；以g 代表齿轮比，c 代表主动齿轮的齿数， f 代表被动齿轮的齿数，它们之间的关系用公式表示，即：g=c/f 如果两个齿轮的齿数相同，那末踏蹬一周，两个齿轮和后轮都各旋转一周。假如主动齿轮的齿数大于被动齿轮的齿数，那么每踏蹬一周，被动齿轮转的圈数就大于一周，速度加大。传动比：齿轮比乘以后轮的直径；（齿轮比与传动比关系着自行车的使用效率。后轮运转实质在于：在链条传动下的飞轮带动后轮转动，飞轮与后轮具有相同的角速度，而后轮半径远大于齿轮半径，由线速度增大，从而提高车速。）传动行程：传动比再乘以圆周率即为传动行程，即每蹬踏一周单车前进的距离。自行车传动自行车是传动式机械，它的传动装置包括主动齿轮、被动齿轮、链条及变速器等。齿轮比与传动比关系着自行车的使用效率。后轮运转实质在于：在链条传动下的飞轮带动后轮转动，飞轮与后轮具有相同的角速度，而后轮半径远大于齿轮半径，由线速度增大，提高了车速。设前齿轮半径a 、后齿轮半径b ，a/b 的比值愈大，可以愈省力，但省力一定较费时，所以车骑得不快，一般在起动时会把 a/b 调小一点，比较容易克服最大静摩擦力，之后再把比值变大．一辆十段变速的自行车有两个不同半径的前轮，后面有五个，以共有十种组合大齿轮带动小齿轮，转动速度变快。小齿轮带动大齿轮，转动速度变慢。当主动轴选用最大的齿轮,从动轴选用最小的齿轮时,可以获得最大速度,但却最费力,所以建议在下坡选用. 当主动轴选用最小的齿轮,从动轴选用最大的齿轮时,可以获得最小速度,但却十分省力,在上坡使用尤为有效.

自行车上的有关物理知识

自行车上的有关物理知识一、自行车上的力学知识。 1．测量中的应用在测量跑道的长度时，可运用自行车。如普通车轮的直径为0.71米或0.66米。那么转过一圈长度为直径乘圆周率π，即约2.23米或2.07米，然后，让车沿着跑道滚动，记下滚过的圈数n，则跑道长为n×2.23米或n×2.07米。 2．力和运动的应用 (1)减小与增大摩擦。车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦，人们常在这些部位加润滑剂。多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎，车把手塑料套，蹬板套、闸把套等。变滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时，车轮不再滚动，而在地面上滑动，摩擦大大增加了，故车可迅速停驶。而在刹车的同时，手用力握紧车闸把，增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。 (2)弹簧的减震作用。车的座垫下安有许多根弹簧，利用它的缓冲作用以减小震动。 3．压强知识的应用 (1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。 (2)座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所

受压强，使人骑车不易感到疲劳。 4．简单机械知识的应用自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离，还使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与转轴等。 5．功、机械能的知识运用 (1)根据功的原理：省力必定费距离。因此人们在上坡时，常骑“S 形”路线就是这个道理。 (2)动能和重力势能的相互转化。如骑车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，就容易上去些，这里是动能转化为势能。而骑车下坡，不用蹬，车速也越来越快，此为势能转化为动能。 6．惯性的运用快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突然停止运动，但车上的人和后轮没有受到阻力，由于惯性，人和后轮要保持继续向前的运动状态，所以后轮会跳起来。切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！二、自行车上的气压知识。自行车内胎充气：早期的各种轮子都是木轮、铁轮，颠簸不已。现代自行车使用充气内胎主要是使胎内的压强增大，可以起到缓冲的作

汽车中的物理知识

汽车中的物理知识轮胎--摩擦力轮胎材料--材料物理学外层喷漆--材料物理学内燃机活塞--简谐运动燃料--燃烧值外壳形状--空气动力学车灯--光学详细的介绍一下汽车中的物理知识随着经济的发展，人民生活水平的不断提高，现代生活中最重要的交通运输工具――汽车，与我们的生活走得越来越近了。在与它频繁的接触中，仔细观察加上认真的思考，我们会发觉：在汽车的设计和使用中几乎涉及到了初中物理知识体系中的方方面面，本文试图引导读者从以下角度，在乘坐汽车的过程中注意体会，也许会有更多新的，意想不到的收获！一、力学方面 1、汽车的底盘质量都较大，这样可以降低汽车的重心，增加汽车行驶时的稳度。 2、汽车的车身设计成流线型，是为了减小汽车行驶时受到的阻力 3、汽车前进的动力——地面对主动轮的摩擦力（主动轮与从动轮与地面的摩擦力的方向相反） 4、汽车在平直路面匀速前进时——牵引力与阻力互相平衡，汽车所受重力与地面的支持力平衡 5、汽车拐弯时：①司机要打方向盘——力是改变物体运动状态的原因；②乘客会向拐弯的反方向倾倒——由于乘客具有惯性 6、汽车急刹车（减速）时，①司机踩刹车——力是改变物体运动状态的原因； ②乘客会向车行方向倾倒――惯性;③司机用较小的力就能刹住车――杠杆原理；④用力踩刹车——增大压力来增大摩擦；⑤急刹车时，车轮与地面的摩擦由滚动变摩擦成滑动摩擦 7、不同用途的汽车的车轮还存在大小和个数的差异——这与汽车对路面的压强大小相关 8、汽车的座椅都设计得既宽且大，这样就减小了对坐车人的压强，使人乘坐舒服 9、汽车快速行驶时，车的尾部会形成一个低气压区，这是我们常常能在运动的汽车尾部看到卷扬的尘土形成原因 10、交通管理部门要求：①小汽车的司机和前排乘客必须系好安全带——这样可以防止惯性的危害；②严禁车辆超载——不仅仅减小车辆对路面的破坏，还有减小摩擦、惯性等；③严禁车辆超速——防止急刹车时，因反应距离和制动距离过长而造成车祸

八年级物理综合实践活动教案：自行车上的物理知识

八年级物理综合实践活动教案自行车上的物理知识薄卫平一、本节课设计的主导思想纵观近几年的中考物理试题，大部分题目都与实际生活紧密联系，加强了实验的考查，注重了学生学习的过程，注重了试题的开放性。新课程改革的物理教学应贴近学生生活，要联系生产实际，增加感性认识，体会物理知识的价值。为此，我们在初三复习课中设计了研究性学习课。二、本节课设计的思路本节课以学生生活中常用的自行车为载体，把物理知识和生活实际联系起来，拉近了物理和现实生活的距离，让学生深切感受到生活处处皆物理，感受到科学的真实性，感受到科学与社会、科学与日常生活的关系，体会到物理在生产生活中有着广泛的应用，从而激发出学生学习物理、研究物理的兴趣。自行车学生很熟悉，但对其中涉及到的物理知识并没有认真的研究过，教学中从画出自行车的简图入手，激发学生的学习兴趣，通过学生讲述骑自行车遇到的惊险事情，引导学生分析、讨论、交流与合作，让学生通过研究，自己主动获取知识，自己提出问题并解决问题。然后，教师的一句“为什么要骑自行车呢？”让学生分析自行车的优点和缺点，进而设想未来的自行车是什么样的？培养学生的想象能力、创新能力。教师既要为学生提供充分发表意见的机会，又要当好一名“优生”和一名“差生”，通过“优生”的作用，在关键点引导点拨学生，通过“差生”的作用去引起争议、辩论。三、教学目标 1．知识与技能目标：（1）通过本节课的学习，使学生进一步理解与杠杆、轮轴、摩擦、压强等相关的知识及知识间的横向联系。（2）了解自行车的发展史。 2．过程与方法目标：（1）初步培养学生研究性学习的一般方法。（2）培养学生初步的分析问题、提出问题以及解决问题的能力。（3）培养学生思维的敏锐性和独立性。 3．情感态度与价值观目标：（1）培养学生关组科学、主动参与、合作研究的意识。（2）培养学生的环保意识。四、教学重点：自行车上的物理知识教学难点：引导分析物理原理教法与学法：实物观察、启发引导、分析讨论交流与合作、多媒体展示

物理研究性学习论文：自行车与物理知识

自行车与物理知识课题的研究日常生活中有许多事物看似非常简单,但却涉及了许多深刻的物理问题,需要运用物理学原理去解释。通过对这些事物的分析研究,能够将物理学融入到实际生活中,拉近我们学生与物理的距离,提高我们学生的学习兴趣,并有助于培养我们学生发现问题、解决问题的能力,促进学生形成科学的思维方法。自行车是我们学生非常熟悉的一种交通工具,其中却蕴含了很多物理问题。下面通过探讨自行车中的几个物理问题,说明如何将物理知识与生活实际相结合,用物理知识解释生活中的现象。自行车主要由支撑架构、车轮、传动装置、转动装置和制动装置五个部分组成。它的每一个部分都包含着许多不同的物理问题。一、活动过程与规划 (1)：确定要调查的课题，制定计划及主要任务；分析课题的可行性及研究范围；明确将要调查的对象。我们小组共同制定了一系列有序可行的计划。期待着能完美地完成这次任务。 (2)：研究实物，外出采访自行车摊的师傅，拍照并记录，调查自行车流行现状。全面搜索第一手资料。利用周末，任务给组里每一个同学。有的人把自己的自行车搬出来，供大家观察；有的人走访了自行车专卖店，拍下了各式各样的自行车；有的人去了修自行车的摊铺一趟，采访了修车的师傅，了解到自行车上的内部结构，问了他自行车爆胎和脱链的原因。还有的人专门做了调查问卷，对全班同学进行了一番有关自行车的调查报告。周末的实地考察让我们小组收获了很多，也让大家对自行车的兴趣愈发变浓，感觉才这是真正得了解自行车的开始。 (3)：查找相关的资料，进一步的试验探究，整理资料及数据。 (4)：小组成员互相交流，成果汇总。得出调查报告，提出合理建议。二、变速齿轮中的物理原理的初步探究自行车的运动主要是将人脚交替对脚踏板的压力转化为车轮与地面的磨擦力，转化的重要部分是自行车的传动部分。自行车的传动部分主要是由脚蹬“飞轮”、链条及后轮四部分组成。下面浅谈一下自行车传动部分的工作过程。人在骑车时，两脚交替把脚蹬踩下“牙盘”转动，由于“牙盘”和“飞轮”的小齿和链条相互咬合，带动了后面飞轮的转动，自行车后轮向前运动，使自行车向前行驶。在新型变速自行车中，中轴链轮上有几个直径不同、齿数不同的齿盘，后轴飞轮有几个直径、齿数不同的齿盘，选择不同齿数的齿轮，通过链条相连带动，后轮转动的快慢就改变了。三、自行车车轮的物理问题 (1)自行车的轮胎是圆形圆形有一个其他几何图形所不具备的特点,就是无论它进行怎样的旋转,通过圆心及圆上任一点的距离永远相等。这样就可以保证车轮在运转的过程中,车轮的重心时刻保持不变,且其动力臂和阻力臂也时刻保持不变,这样

自行车中的科学知识

自行车中的科学知识遂昌三中周国安一、自行车中科学知识应用 1、用气体填充，有弹性，气体处于高压状态使车胎不瘪。 2、后轮为主动轮，前轮为从动轮，故单车设计时将人的大部分体重分到后轮，这也是后轮容易爆胎的原因。 3、轮胎的表面用橡胶，且有纹路，增大表面的摩擦系数，防止打滑。 4、车把上有花纹、轮胎上的花纹都是为了增大摩擦力 5、轮胎做宽是为了减小压强 6、坐垫马鞍型是为了减小压强 7、车后尾灯靠光的反射 8、链条是齿轮原理的运用 9、车身则是衍架原理，三角形支撑稳固，承力大 10、传动和脚登都是杠杆原理，轮盘的大小，齿数多少就是齿轮变速原理了 11、刹车，不用说了，就是利用橡胶的特性产生静摩擦，有块形的，有抱箍形 12、车座中的弹簧就是缓冲吸振，保护屁股的 13、前轮受的磨擦力向后，后轮受的磨擦力向前。后轮提供车前进的动力。 14、轮胎越粗糙的自行车，在其他因素相同的情况下磨擦的轨迹越短。二、自行车使用中的一些问题 1、自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹？自行车外胎有凸凹不平的花纹，这是通过增大自行车与地面间的粗糙程度，来增大摩擦力的，其目的是为了防止自行车打滑。 2、快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮为什么会跳起来？答：这是因为前轮受到阻力而突然停止运动，但车上的人和后轮没有受到阻力，由于惯性，人和后轮要保持继续向前的运动状态，所以后轮会跳起来。切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！

3、自行车下坡时，不再用力蹬车，车一般也会越来越快，这是为什么？答：自行车下坡过程是重力势能转化为动能的过程，动能增大，速度也增大。 4、用打气筒给自行车车胎打气时，不一会儿气筒壁就会热起来，这是什么原因？答：主要原因：打气筒的活塞压缩气体做功，气体内能增加，气体内能传给气筒壁，使气筒壁温度升高；次要原因：打气过程也是克服活塞和筒壁摩擦力做功过程，是气筒壁内能增加，5、骑自行车的人在上坡前，往往要用力蹬几下，这样做有什么好处？答：骑自行上坡过程是动能转化为势能的过程，上坡前用力蹬几下，增大了车的速度，从而增大了车的动能，上坡过程中，这些动能转化为势能，车子容易爬到坡顶。 6、如果在夏天车气打足，则轮胎在强烈的阳光照射下，往往会爆胎，这是为什么？答：轮胎中气体在阳光照射下，吸收热量，温度升高，受热膨胀，故车胎易爆。 7、不再蹬车后，自行车为什么仍能运动？答：自行车原来是运动的，当不再蹬时，自行车由于惯性仍保持原来的运动状态，所以自行车仍能运动。 8、紧急刹车时，新的轮胎为什么会在地面上留下一道黑色的痕迹？答：刹车时，车轮基本不转动，但由于惯性，车子仍向前滑动，此时轮胎要克服地面摩擦做功，机械能转化为内能，轮胎因温度升高而焦化，所以会在地面上留下黑色的痕迹。 9、骑自行车上坡，走S形路线比较省力，这是为什么？答：骑自行车上坡，不管路线如何，爬上坡顶升高的高度时一样的，但走S形路线所走的路线比较长些，相当于把斜面的长度拉长了，在高度相同的情况下，斜面越长越省力，所以走S形路线省力些。遂昌三中周国安

物理学谈自行车上的摩擦力

物理学谈自行车上的摩擦力作者：李桂花文章来源：数理化研究摘要:自行车是人们最常见的交通工具,自行车在前进过程中前轮受滚动摩擦力,方向向后;后轮受向前的静摩擦力,它们和空气阻力等一起使自行车保持或改变运动状态。关键词:自行车;接地点;相对运动;摩擦力自行车是城乡最常见的交通工具,在高度的发达的大城市,自行车也被用于健身和休闲。那么自行车是靠什么向前运动的呢?有人说靠脚蹬,我们把自行车当做一个质点,脚蹬只是使轮子转动,为什么整个自行车向前运动呢? 实际上在用力蹬的时候,自行车只所以能向前运动是摩擦力起作用的缘故。先假设整车原地不动,当人们用力蹬车时,脚蹬子带动轮盘一起转动,然后通过链条传递给后车轮,后轮变开始转动,这时后轮胎的接地点要相对于地面向后运动。假若自行车跟地面没摩擦,或者说摩擦力等于零。那么它就只能在原地转动,就像汽,这种情况我们大都见过。车后轮打滑时汽车不能前进一样而正常情况下,车胎接地点与地面之间不可能无摩擦,当人用力蹬车时,轮胎要转动,使接地点有相对于地面向后发生相对运动的趋势,这时,轮胎接地点受到地面所提供的向前的摩擦力,正常情况下自行车后胎接地点与地面之间只有发生相对运动的趋势而不会发生相对滑动,因此车胎受到的是静摩擦力。如图: 前轮在整车前进的过程中,是在地面上被动滚动的,就如同一个圆木在平面上滚动一样,受到的是跟相对运动方向相反的滚动摩擦,即方向向后的滚动摩擦力,它的作用是阻碍整车向前运动。如果是刚起步,则力F大于前轮的摩擦力和所有阻力之和,车子做加速运动,在平稳的匀速运动状态中,则力F等于前轮的摩擦力和所有阻力之和。还应该明确: ①摩擦力是成对出现的,在轮胎接地点受到向前的,也给了地面一个向后的力,二者是一对作用力和反静摩擦力的同时作用力,只是地球质量太大了,受这么

中考物理有关自行车的所有知识点

中国是自行车王国，自行车是中国老百姓最常用的交通工具。从自行车的结构和使用来看，它涉及了许多物理知识，现将自行车的有关物理知识以问答的形式展示出来，仅供参考。 1．自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车块处均刻有一些凹凸不平的花纹，这样做的目的是什么？答：设计花纹可增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦。 2．自行车所有车轴处均有滚珠，并且车轴处经常上一些润滑油，为什么？答：所有车轴处均有滚珠，可变滑动摩擦为滚动摩擦，来减小摩擦；加润滑油，可使接触面彼此分离，大大地减小摩擦，从而保证自行车处于良好的运转状态。 3．当人骑自行车前进时，停止蹬自行车后，自行车仍然前进，若不继续施力，它最终要停下来，为什么？答：当不蹬脚踏板时，自行车还会继续向前运动是由于自行车具有惯性。若不继续施力，它最终要停下来，是因为自行车受到了摩擦阻力，改变了运动状态，速度逐渐减小。 4。骑自行车上坡时为什么要走S 形路线？答：走S 形路线，相当于增加了斜面的长，可以省力，使上坡更容易。 5．自行车的车座为什么要设计成较宽大的“马鞍形”？答：设计成较宽大的“马鞍形”，可以增大人与车座的接触面积，减小对人臀部的压强，让人骑行时感到舒服些。 6．当人骑自行车快速前进时，若紧急刹车，一般情况下为什么不要先捏紧前刹车？答：快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮就会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突然停止运动，但车上的人和后轮没有受到阻力，由于惯性，人和后轮要保持继续向前的运动状态，所以后轮会跳起来。不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！ 7．在炎热的夏天，自行车轮胎内的气体为什么不能充得太足？答：这是为了防止自行车爆胎，因为对于质量、体积一定的气体，当温度越高时，压强越大，当压强达到一定程度时，若超过了轮胎的承受能力，就会发生爆胎的情况。

自行车中的物理

自行车中的物理马懿嘉八、5 自行车是我们日常生活中一种普遍的交通工具,常见的有普通载重自行车、轻便自行车、山地自行车、童车、赛车、电动自行车等.它结构简单,方便实用,在其中涉及到很多物理知识,包括杠杆、轮轴、摩擦、压强、能量的转化等力学、热学及光学知识,下面具体来分析一下. 一、力学知识 1、摩擦方面 (1)自行车车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车块处均刻有一些花纹,增大接触面粗糙程度,增大摩擦力. (2)车轴处经常上一些润滑油,以减小接触面粗糙程度,来减小摩擦力. (3)所有车轴处均有滚珠,变滑动摩擦为滚动摩擦,来减小摩擦,转动方便. (4)刹车时,需要纂紧刹车把,以增大刹车块与车圈之间的压力,从而增大摩擦力, (5)紧蹬自行车前进时,后轮受到的摩擦力方向向前,是自行车前进的动力,前轮受到的摩擦力方向向后,是自行车前进的阻力；自行车靠惯性前进时,前后轮受到的摩擦力方向均向后,这两个力均是自行车前进的阻力. 2、压强方面 (1)一般情况下,充足气的自行车轮胎着地面积大约为S=2×10Cm×5cm=100×cm2,当一普通的成年人骑自行车前进时,自行车对地面的压力大约为F=(500N+150N)=650N,可以计算出自行车对地面的压强为6.5×104Pa. (2)在车轴拧螺母处要加一个垫圈,来增大受力面积,以减小压强. (3)自行车的脚踏板做得扁而平,来增大受力面积,以减小它对脚的压强, (4)自行车的内胎要充够足量的气体,在气体的体积、温度一定时,气体的质量越

大,压强越大. (5)自行车的车座做得扁而平,来增大受力面积,以减小它对身体的压强. 3、轮轴方面 (1)自行车的车把相当于一个轮轴,车把相当于轮,前轴为轴,是一个省力杠杆, (2)自行车的脚踏板与中轴也相当于一个轮轴,实质为一个省力杠杆. (3)自行车的飞轮也相当于一个省力的轮轴. 4、杠杆方面自行车的刹车把相当于一个省力杠杆. 5、惯性方面 (1)当人骑自行车前进时,停止蹬自行车后,自行车仍然向前走,是由于它有惯性. (2)当人骑自行车前进时,若遇到紧急情况,一般情况下要先捏紧后刹车,然后再捏紧前刹车,或者前后一起捏紧,这样做是为了防止人由于惯性而向前飞出去. 6、能量转化方面 (1)当人骑自行车下坡时,速度越来越快,是由于下坡时人和自行车的重力势能转化为人和自行车的动能. (2)当人骑自行车上坡之前要紧蹬几下,目的是增大速度,来增大人和自行车的动能,这样上坡时动能转化为重力势能,能上得更高一些. (3)自行车的车梯上挂有一个弹簧,在它弹起时,弹簧的弹性势能转化为动能,车梯自动弹起. 7、声学方面自行车的金属车钤发声是由于铃盖在不停的振动,而汽笛发声是由于汽笛内的气体不断的振动而引起的.