理力优秀论文 自行车车轮运动时的力学分析和应用
图2
自行车车轮运动时的力学分析和应用
XX
学号：10XXXX 专业：车辆工程（轨道交通） 班级：1 任课教师：王斌耀
内容摘要：本文结合了理论力学的一些基本原理，分析了车轮在骑行运动时的受力特点，并考虑了不同车胎在骑行中带来的不同的影响，方便人们在购买自行车时选择所需的自行车胎，以及车胎在生活中的保养方法。
关键词：自行车、车胎、分析、建议
正文
自行车是我们生活中最常见的交通工具之一，其中蕴含着很多的力学原理，车胎作为自行车最重要的部分之一，在我们选择、保养时很有必要了解它的特性。笔者这里主要分析了车胎部分的力学原理。
图1.各种各样的自行车
1. 车轮运动时的受力分析
自行车的前轮后轮看似没有什么区别，都是相对于地面作纯滚动，但是它们的受力情况有着根本的区别，后轮作为主动轮，是整个车体的驱动部分，它的受力分析如图2所示，后轮在车轴的部分有一个经过传导得到的来自于人的力偶M 1；地面对车轮的力系是一个平面
图3
图4.一种车胎的花纹(包括不会自发运动的前轮)因为地面不会动,那么前轮相对地面来说向前运动，所以地面给前轮的摩擦力向后，由此，我们可以得到一个向后的滚动摩擦力F S ’，整个车体受到的合力为向前的动力，为
F=F S -F S ’-F K,
其中，F K 为车体在运行过程中所受到的风阻力。由此可见，在相同骑行者、相同路面、相同风力环境的情况下，影响车速的主要原因是车胎所受到的滚动摩擦力，即
F S -F S ’。
当然还有一种情况，当骑行者不再踩踏板的时候，两个轮子都变成了“从动轮”，这时的受力情况和图3一样，整个车体受到的力为与运动方向相反的阻力。 2.影响车轮滚动摩擦力的主要因素
影响滚动摩擦力的主要因素是物体的性质、表面的形状以及滚动物体的重量有关，在这里我们只要考虑前两者即可。
对于车胎与地面的接触而言，影响滚动摩阻的主要因素主要有车胎的宽度、花纹、胎压这三个因素。
一般说来，车胎的胎压越大、宽度越小，轮胎的滚动摩阻就越小，查阅相关资料，可以得到接触面积越大，滚动摩阻就越大，加之平时的生活经验，容易得到宽胎的滚动摩阻比窄胎的滚动摩阻大。再者，胎压越大的车胎，由于压力引起的形变量也越小，减小了接触面积，同时，胎压越高，在路面上车胎的上下震动也越大，也减小了滚动摩阻。影响骑行阻力的因素还包括轮胎外表的花纹结构，
有花纹的轮胎通常具有较大的滚动摩阻。
3.以上结论的应用
在以上的因素的综合考虑下，我们可以得出不同情况下骑行者骑车的阻力。当骑行者骑行时，这时车轮的滚动摩阻是动力，越大越好，能够提高自行车的抓地力，当抓地力不够的时候，自行车的速度会受影响，有时还容易打滑，但是由于后轮的阻力越大，骑行者骑行也越吃力。当骑行者停止用力踩踏板时，滚动摩阻成为阻碍滑行的阻力，这时候滚动摩阻越大，车速越不易保持。
如今市面上有着各种各样的车胎类型，有宽胎也有窄胎，还有不同的花纹，我们要根据自己的需求择其所需。
对于在大城市的人来说，一般骑行的地面都比较平整，车轮摩擦状况也比较好，可以在不需要太大的“抓地力”，因此，这一类消费者可以选购较窄的轮胎，同时花纹也可以选择比较细小的、浅的。这样可以减少骑行时车的阻力和自己的负担。另外，通过减小车胎的宽度还可以减小风阻。
对于一些常常在山地中或者在路况不佳的地面上骑行的人来说，路面通常比较滑或者比较凹凸不平，就应该选择滚动摩阻大的宽胎，以增大“抓地力”。山地骑行本身就讲究安全性和抓地性，同时应该选择一条深胎纹的轮胎以满足碎石跳跃的骑行需求。
在我们平时保养车的时候，应该注意车胎的胎压的调整。我们在生活中有这样的经验，当车胎没气的时候骑车会变得吃力，这是因为车胎与地面接触面变大从而使得阻力变大的缘故，所以我们应当保证车胎中有足够高的胎压，以减小我们骑行时踩踏的阻力。但是胎压也不能太高，打高胎压以后代表的是触地面积会变小，抓地力会降低从而可能造成打滑，路面的颠簸也会变得敏感。
参考文献为
1.百度百科
2.《理论力学》同济大学出版社，2005年版电子邮箱：zy134134@https://www.360docs.net/doc/2f4169983.html,
运动生物力学复习资料.
名词解释 运动生物力学的概念：研究体育运动中人体及器械机械运动规律及应用的科学。 超重现象：动态支撑反作用力大于体重的现象。 失重现象：动态支撑反作用力小于体重的现象。 人体运动的内力：人体内部各部分之间的相互作用力。 支撑面：支撑面积是由各部位支撑的表面及他们之间所围的面积组成的。 稳定角：所谓稳定角就是重心垂直投影线和重心至支撑面积边缘相应点的连线间的夹角。稳定系数：当倾倒力开始作用时，稳定力矩与倾倒力矩的比值。 上支撑平衡：支撑点在重心上方的平衡。 下支撑平衡：支撑点在重心下方的平衡。 转动惯量：物体转动时惯性大小的量度。 肌肉的主动张力：肌肉收缩元兴奋时可产生张力，称主动张力。 肌肉的被动张力：肌肉被牵拉时产生弹力，称被动弹力。 肌肉总张力： 肌肉的激活状态： 肌肉松弛：被拉长的肌肉，其张力有随着时间的延长而下降的特性，这一特性称肌肉松弛。动作技术原理：是指完成某动作技术的基本规律，它适用于任何人，不考虑运动员的性别、体形、运动素质的发展水平和心里素质等的个体差异，是具有共同特点的一般规律。 最佳动作技术：是考虑了个人的身体形态、机能、心里素质和训练水平来应用一般技术原理，以达到最理想的运动成绩。 肢体的鞭打动作：在克服阻力或身体位移过程中，上肢诸环节依次加速和制动，使末端环节产生极大速度的动作形式。 相向运动：人体腾空时或人体两端无约束时，身体某一部分向某一方向活动，身体的另一部分会同时产生相反方向的活动，我们这种身体两部分相互接近或远离的运动形式成为相向运动。 动作技术的特征画面：不同动作阶段的临界点。 (跑的) 着地距离：支撑脚着地瞬间重心在地面上的投影点到着地点的水平距离。 (跑的) 腾空距离：跑步腾空阶段身体重心通过的水平距离。 (跑的) 后蹬距离：支撑脚离地瞬间重心在地面上的投影点到离地点的水平距离。 (跑的) 着地角：着地时刻，身体重心与着地点的连线和水平面的夹角。 动力冲量：支撑阶段地面对人体的反作用力在水平方向上的分力与运动方向相同时此力的冲量。 制动冲量：支撑阶段地面对人体的反作用力在水平方向上的分力与运动方向相反时此力的冲量。 (跳远) 起跳距离：身体腾起瞬间身体重心在地面上投影点与起跳板前沿之间的水平距离。(跳远) 腾空距离：跳远的腾空阶段身体重心通过的水平距离。 (跳远) 落地距离：足跟接触沙面瞬间身体重心与足迹最近点之间的水平距离。 (跳远) 腾起速度：踏跳脚离地瞬间身体重心的速度。 (跳远) 腾起角：腾起速度方向与水平面的夹角。 (投掷) 出手初速度：器械出手瞬间速度的大小。 (投掷) 出手角度：标枪出手瞬间初速度的方向和水平线的夹角，也称投掷角。 (投掷) 姿态角度：标枪纵轴与水平面的夹角，也称倾角。 填空题 当加速度方向与速度方向相同时称为加速运动，反之称为减速运动。
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。
立定跳远的运动生物力学分析
立定跳远的运动生物力学分析立定跳远成绩通常被作为评定学生身体素质好坏的一个重要指标，同时它也 经常作为运动员选材的一个重要依据。运动生物力学是一门理论与实践密切结合 的应用科学,?它直接为增强人民体质和提高运动技术水平服务。以运动力学原理来分析立定跳远各个阶段的动作技术,找出提高立定跳远技术的途径,寻求最佳立定跳远技术,以帮助提高立定跳远的成绩。换句话说,就是从这个角度来分析立定跳远应该怎么跳,为什么要这么做,如何提高立定跳成绩。立定跳远属于抛射点与落地点在同一水平面上的抛射运动,?根据远度公式得知,影响抛射远度的主要因素是腾起初速度,又根据动量定理,?要求练习者在预蹲后应立即摆臂,蹬地跳起,蹬地应快猛干脆利落。因此,在进行完整连贯地练习立定跳远时应注意以下一些动作技术方面的问题。 动作各阶段分析 1、预蹲预摆阶段。双腿预蹲与双臂预摆是同时进行且运动方向完全相反。当双腿下蹲时，双臂由前下方经体侧向后上方摆动，上体稍前倾。这个阶段应注意四个问题。 （1）下蹲的程度，是微蹲、半蹲或是全蹲应明确。立定跳远时下蹲程度要求是微蹲，这时，人体的肌肉初长度被拉长达到了最适宜的程度。若是半蹲或全蹲就不符合人体肌肉的工作特点，变成了有意识地放慢下蹲的速度而延长力的作用时间，这样会降低肌肉的收缩力量，不利于形成强大的肌肉收缩力即爆发力。 (2)预蹲摆后能不能停顿。立定跳远动作要求是不能停顿的，当预蹲预摆后应接着迅速完成蹲地动作的，其主要原因是：停顿是把连贯的动作变成静力性动作，而静力性动作较连贯性动作易使肌体产生疲劳。。 (3)摆臂的程度。预蹲时双臂后摆应做到自然，不能强扭使摆幅加大，蹬地时双臂前摆应尽力前上方摆起，以最大程度地提高身体重心。 (4)明确预蹲摆的次数是不是越多越有利于起跳。立定跳远要求只预蹲摆一至二次，并不需要进行多次的重复。多次的重复预蹲预摆不利于充分利用肌肉的弹性，同时由于肌肉松驰现象的存在，不利于肌肉产生最大收缩强力。 2蹬地结束后人体腾空到最高点阶段。预蹲结束应立即摆臂与蹬地跳起，蹬直双腿，上体尽量前送，人体在达到最高点时成一斜线，这时候整个人体也应该是遵循角动量守恒定律的。 3人体从最高点到安全落地阶段。人体蹬离地面后，由于上体尽量前倾，在最高点时，是成一条斜线根据角动量守恒定律，当人体在腾空后，在不改变外力矩作用时，身体某一环节若以一定大小的动力矩绕转轴向某一方向产生转动，必然导致身体其他环节以等量大小的动力矩绕转轴向相反方向发生转动。这时，若不急剧挥臂，向前屈体并做收腹举腿，必然导致人体按原来斜线状态落地。为保证安全落地，必定要使下肢向反方向发生转动，并且小腿前伸着地，保证了上肢上体与下肢转动的动量矩矢量和为零，才能顺利地落地。 为了提高立定跳远的成绩，在进行动作练习时还应注意以下一些训练方法的问题： 1从抛射原理的射程公式中我们可得知：初速度与远度是成正比的，初速度是影响远度的主要因素。因此，在训练中必须着重提高初速度以提高远度。由于
北京体育大学 运动生物力学复习题
运动生物力学复习题
第一章绪论 运动生物力学是研究体育运动中人体机械运动规律的科学。 第二章人体运动实用力学基础 一、名词解释 1.稳定角：重心垂直投影线和重心至支撑面边缘相应点连线间的夹角。 2.支撑面：支撑面积是由各支撑部位的表面及它们之间所围的面积组成的。 3.转动惯量：物体转动时惯性大小的量度。 4.超重现象：动态支撑反作用力大于体重的现象。 5.失重现象：动态支撑反作用力小于体重的现象。 6.稳定系数：当倾倒力开始作用时，稳定力矩与倾倒力矩的比值。 7.上支撑平衡：支撑点在重心上方的平衡。 8.下支撑平衡：支撑点在重心下方的平衡。 9.人体运动的内力：人体内部各部分之间的相互作用力。 二、填空 1.运动是绝对的，但运动的描述是相对的。因此在描述一个点或物体的运动时，必须说明它相对于哪个物体才有明确的意义，且称此物体为参照物。 2.在运动学中有两个实物抽象化模型，即质点和刚体。 3.当加速度方向与速度方向相同时称为加速运动，反之称为减速运动。 4.运动员沿400米跑道运动一周，其位移是 0 ，所走过的路程是 400m 。 5.篮球运动中的投篮过程可看作是一个抛点低于落点的斜上抛运动，而投掷项目中，器械的运动可以看做是一个抛点高于落点的斜上抛运动。 6.人体蹬起时，动态支撑反作用力大于体重，称为超重现象，下蹲时，动态支撑反作用力小于体重，称为失重现象。 7.乒乓球弧旋球飞行的原因是运动员打球时使球旋转，由于空气流体力学的作用，产生了马格努斯效应的结果。 8.忽略空气的阻力，铅球从运动员手中抛出后只受到重力的作用，这种斜上抛运动可看作是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛的合运动。 9.身体绕某转轴的转动惯量的大小，是随身体各环节相对转轴的距离的改变而改变的。 10.游泳时，运动员受到的阻力主要有三种，它们是摩擦阻力、形状阻力和兴波和碎波阻力。 三、判断题 1.人体在做平衡动作时，需由外力及肌肉、韧带等内力矩共同维持平衡。（√） 2.人在平衡时，仍需消耗一定的生理能。（√） 3.人在自然站立时，女子和男子的平均重心高度是一样的。（×） 4.在身体姿势的变化过程中，人体中心不可以移出体外。（×） 5.人体保持平衡动作的力学条件是合外力及和外力矩为零。（×） 6.用一维重心板测量人体重心的原理是力矩平衡原理。（√） 7.单杠悬垂动作是一个不稳定平衡的例子。（×）
谈地面对自行车的摩擦力方向
谈地面对自行车的摩擦力方向 咸阳周陵中学王胜利 两个相互接触的物体，当一个物体要发生相对运动或者已发生相对运动时，就会在接触面点产生阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。在学生把所学知识应用到分析生活中具体问题时，常遇到地面对自行车的摩擦力问题。在对该问题的分析中，关于摩擦力方向的分析经常出现错误。造成这个错误的主要元婴是对摩擦力的概念理解不准确。没有抓住“阻碍相对运动的”几个字，即摩擦力的方向总是跟接触面（点）的相对运动或相对运动趋势方向相反。可见，判断摩擦力方向总是跟分析物体的相对运动方向或相对运动趋势方向分不开。为了弄清楚这一点，我们来分析一下地面对自行车的摩擦力的方向。由于推自行车和骑自行车时情况不同，应分别进行讨论。 一、推动自行车时的摩擦力方向 推自行车时，自行车的车架受到向前的推力，会向前运动前轮、后轮都受到车架的牵连，随车架向前运动，他们都是从动轮。由于前、后轮的运动实质相同，因而前、后轮的摩擦力方向相同。 推车时，车架向前运动，轮子受车架牵连而向前运动。轮子上x 点（轮子与地面的接触点，该点随时间在不断地变化）随车架，相对有向前的运动趋势。根据摩擦力的概念，x点相对地面有向前的运动 趋势，地面对轮子就产生了向后的摩擦 力（如图1所示）。此时地面对轮子的 摩擦力方向跟x点的相对运动趋势相 反，即对x点的摩擦力阻碍了x点的相 对运动趋势；跟轮子的向前运动方向相 反，即阻碍了轮子向前的运动；但该力跟轮子的转动方向相同，是使轮子转动的动力。这时的摩擦力是滚动摩擦力，实质是静摩擦力。由于，摩擦力的作用线没有通过质心，产生了力矩，使其转动，这个转动和质心的向前运动，就构成了轮子的滚动。这时x点受到摩擦力的方向，跟x点相对地面的运动趋势方向相反，跟轮子的向前运动方向相反，跟轮子的转动方向相同。 二、骑自行车时的摩擦力方向 骑自行车时，人施力通过链条使后轮转动，有了相对运动趋势，产生了摩擦力。后轮是主动轮。前轮仍是受牵连而有运动的趋势，产生摩擦力。它仍是从动轮。由于前、后轮的运动原因不同，因而前、
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自行车上的摩擦力研究报告 上学期我们在物理上学习了摩擦力的有关知识。认识了摩擦力，探究了影响滑动摩擦力大小有两个因素，并知道增加有益摩擦和减小有害摩擦的方法。 摩擦力通常分为滑动摩擦、滚动摩擦和静摩擦几种。滑动摩擦力是一个物体在另一个物体表面滑动时，所受到的阻碍物体相对运动的力。影响滑动摩擦力大小有两个因素： 1. 摩擦力的大小与接触面间的压力大小有关，接触面粗糙程度一定时，压力越大摩擦力越大。2. 摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大。在日常生活中和生产活动中，有些摩擦是有利的，有些摩擦是有害的。我们总是要增大有益的摩擦，减小有害摩擦。增大有益摩擦的方法有两种：1增加接触面的粗糙程度来增大摩擦；2、用增大压力的方法来增大摩擦。减小有害摩擦的方法有多种：1、减小接触面的粗糙程度来减小摩擦；2、用减小压力的方法来减小摩擦；3、利用滚动摩擦来减少摩擦； 4、给某些部件加润滑剂；5使两个接触面彼此分开，如：气垫船、磁悬浮列车都是利用这种方法减小摩擦的。 生活中到处都有摩擦力，为了进一步了解摩擦力，锻炼自己理论联系实际能力，了解物理与实际生活的联系，我们对结构比较简单，应用比较广泛的自行车进行了研究。 研究方式： 1、查阅教材进一部熟悉有关摩擦力的知识。 2、拆卸、观察自行车的结构。找出与摩擦力有关的部分。 3、询问老师、家长和修车师傅有关自行车的一些问题。 4、亲自去骑不同类型的自行车，具体体会它的不同之处。 5、利用网络资源收集有关自行车的资料。 6、分组分析讨论，大家合作，形成实验报告。 研究内容： 一、自行车上增大有益摩擦，减小有害摩擦的方法 自行车的种类很多，不管是哪种自行车，增大和减小摩擦的方法都差不多。自行车上增大有益摩擦的方法大抵有两种：1增加接触面的粗糙程度来增大摩
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运动生物力学 运动生物力学：是生物力学的一个重要分支，是研究体育运动中人体机械规律的科学。 运动生物力学的主要任务：提高运动能力，预防运动损伤 运动生物力学的研究方法分为测量方法和分析方法，其中测量方法可以分为运动学测量、动力学测量、人体测量、肌电图测量 运动学测量的参数：（角）位移、（角）速度、（角）加速度 动力学测量的参数：主要界定在力的测量方面。 人体测量是用来测量人体环节的长度、围度及,（质量、转动惯量等） 肌电图测量是用来测量肌肉收缩时的神经支配特性。 动作结构：运动时所组成的各动作间相互联系、相互作用的方法或顺序 动作结构的特征主要表现在运动学和动力学，运动学特征指完成动作时的时间、空间和时空方面表现出来的形式或外貌上的特征；动力学的特征指决定动作形式的各种力（力矩）相互作用的形式和特点，包括力、惯性和能量特征。 运动学特征：时间特征、空间特征和时空特征 时间特征反映的是人体运动动作和时间的关系：半蹲起立和深蹲起立 空间特征是指人体完成运动动作时人体各环节随时间变化所产生的空间位置 改变状况：下肢和躯干等空间移动轨迹 时空特征指人体完成运动动作时人体位置变化的快慢情况。 动力学特征包括，力的特征、能量特征和惯性特征 能量特征：人体运动时完成的功、能和功率方面的表现形式。 惯性特征：人体运动中人的整体、环节以及运动器械的质量、转动惯量对运动 动作所具有的影响。 动作系统：大量单一动作按一定规律组成为成套的动作技术，这些成套的动作技术叫做动作系统。 人体基本运动动作形式可主要归纳为推与拉动作、鞭打动作、缓冲和蹬伸动作及扭转、摆动和相向运动等动作形式 上肢基本运动动作形式——推（铅球）、拉（单双杠）、鞭打（标枪）★人体基本运动下肢基本运动动作形式——缓冲、蹬伸、鞭打 动作形式全身基本运动动作形式——摆动、躯干扭转、相向运动 人体的运动是由运动器系的机能特征所决定的，即以关节为支点，以骨为杠杆，在肌肉力的牵拉下绕支点转动，各肢体环节运动的不同组合使人完成千变万化的动作。 生物运动链根据其结构特点可以分为开放链和闭合链。见书P28-图2-15 生物运动链中的杠杆同机械杠杆一样也分为平衡杠杆、省力杠杆和速度杠杆 人体中的三类骨杠杆：见书P30-图2-16 ★人体惯性参数是指人体整体及环节质量、质心位置、转动惯量和转动半径 人体简化模型：质点模型、刚体和多刚体模型
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。
自行车受到的摩擦力分析教学内容
自行车受到的摩擦力 分析
自行车上的摩擦力研究报告 认识了摩擦力，探究了影响滑动摩擦力大小有两个因素，并知道增加有益摩擦和减小有害摩擦的方法。 摩擦力通常分为滑动摩擦、滚动摩擦和静摩擦几种。滑动摩擦力是一个物体在另一个物体表面滑动时，所受到的阻碍物体相对运动的力。影响滑动摩擦力大小有两个因素： 1. 摩擦力的大小与接触面间的压力大小有关，接触面粗糙程度一定时，压力越大摩擦力越大。2. 摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大。在日常生活中和生产活动中，有些摩擦是有利的，有些摩擦是有害的。我们总是要增大有益的摩擦，减小有害摩擦。增大有益摩擦的方法有两种：1增加接触面的粗糙程度来增大摩擦；2、用增大压力的方法来增大摩擦。减小有害摩擦的方法有多种：1、减小接触面的粗糙程度来减小摩擦；2、用减小压力的方法来减小摩擦；3、利用滚动摩擦来减少摩擦；4、给某些部件加润滑剂；5使两个接触面彼此分开，如：气垫船、磁悬浮列车都是利用这种方法减小摩擦的。 生活中到处都有摩擦力，为了进一步了解摩擦力，锻炼自己理论联系实际能力，了解物理与实际生活的联系，我们对结构比较简单，应用比较广泛的自行车进行了研究。 研究方式： 1、查阅教材进一部熟悉有关摩擦力的知识。 2、拆卸、观察自行车的结构。找出与摩擦力有关的部分。 3、询问老师、家长和修车师傅有关自行车的一些问题。
4、亲自去骑不同类型的自行车，具体体会它的不同之处。 5、利用网络资源收集有关自行车的资料。 6、分组分析讨论，大家合作，形成实验报告。 研究内容： 一、自行车上增大有益摩擦，减小有害摩擦的方法 自行车的种类很多，不管是哪种自行车，增大和减小摩擦的方法都差不多。自行车上增大有益摩擦的方法大抵有两种：1增加接触面的粗糙程度来增大摩擦；2、用增大压力的方法来增大摩擦。自行车很多地方都采用了第一种方法来增大摩擦-----增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的.例如： 图1：自行车的把手做成有花纹的图2：自行车的踏脚有花纹图3：轮胎做有花纹 自行车也有一些地方是采用第二种方法---增大压力的方法来增大摩擦，如：自行车上用来固定零件的螺丝和螺帽必须要悬紧，以增大压力，增大摩擦力，防止螺帽脱落（如图4）。自行车刹车时要用力，以增大闸皮和车圈之间的压力，增大摩擦力，尽快使车停止（如图5）。
运动生物力学深刻复习资料(带答案解析)
运动生物力学复习资料（本科） 绪论 1名词解释： 运动生物力学的概念：研究体育运动中人体及器械机械运动规律及应用的科学。 2填空题： （1）人体运动可以描述为：在（神经系统）控制下，以（肌肉收缩）为动力，以关节为（支点）、以骨骼为（杠杆）的机械运动。 （2）运动生物力学的测量方法可以分为：（运动学测量）、（动力学测量）、（人体测量）、以及（肌电图测量）。 （3）运动学测量参数主要包括肢体的角（位移）、角(速度)、角(加速度)等；动力学测量参数主要界定在（力的测量）方面；人体测量是用来测量人体环节的（长度）、（围度）以及（惯性参数），如质量、转动惯量；肌电图测量实际上是测量（肌肉收缩）时的神经支配特性。 2 简答题： （1）运动生物力学研究任务主要有哪些？ 答案要点：一方面，利用力学原理和各种科学方法，结合运动解剖学和运动生理学等原理对运动进行综合评定，得出人体运动的内在联系及基本规律，确定不同运动项目运动行为的不同特点。另一方面，研究体育运动对人体有关器系结构及机能的反作用。其主要目的是为提高竞技体育成绩和增强人类体质服务的，并从中丰富和完善自身的理
论和体系。具体如下： 第一，研究人体身体结构和机能的生物力学特性。 第二，研究各项动作技术，揭示动作技术原理，建立合理的动作技术模式来指导教学和训练。 第三，进行动作技术诊断，制定最佳运动技术方案。 第四，为探索预防运动创伤和康复手段提供力学依据。 第五，为设计和改进运动器械提供依据（包括鞋和服装）。 第六，为设计和创新高难度动作提供生物力学依据。 第七，为全民健身服务（扁平足、糖尿病足、脊柱生物力学）。 第一章人体运动实用力学基础 1名词解释： 质点：忽略大小、形状和内部结构而被视为有质量而无尺寸的几何点。 刚体：相互间距离始终保持不变的质点系组成的连续体。 平衡：物体相对于某一惯性参考系（地面可近似地看成是惯性参考系）保持静止或作匀速直线运动的状态。 失重：动态支撑反作用力小于体重的现象。 超重：动态支撑反作用力大于体重， 参考系：描述物体运动时作为参考的物体或物体群。 惯性参考系（静系）：相对于地球静止或作匀速直线运动的参考系。 坐标系：为了定量的描述物体的运动，需要在参考系上标定尺度，标定了尺度的参考系即为坐标系。常用的是直角坐标系，又分为一维、二维、三维坐标系。
浅谈自行车中的力学修订稿
浅谈自行车中的力学 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
论文题目： 浅谈自行车中的力学知识 单位：周口市十九中 姓名：王学伟 电话：
浅谈自行车中力学知识 初中生刚接触物理知识，课程内容要紧贴现实生活，生产实际。平时的教学中要注意培养学生把所学的物理知识应用于分析社会生活中的实际问题的能力，促进学生对物理知识的掌握和学习水平的提高。 自行车是我们日常生活中一种普遍的交通工具，它结构简单，价格低廉，方便实用，为每一位同学所熟悉。然而，在一辆普通的自行车中，却涉及到很多初中物理力学知识。以此为切入点，如果运用得当，对同学们力学知识的掌握和学习兴趣的培养非常有帮助。下面来简单谈一下自行车中的物理知识。 一、摩擦力方面 1、自行车的行驶：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、增大摩擦力： a.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。 b.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。 3、减少摩擦力： a. 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。
b. 车轴处经常上一些润滑油，在接触面间形成一层油膜以使接触面分离度，来减小摩擦力。 二、压强方面 1、自行车车胎上刻有载重量。如车载重过量，则车胎受到压强太大而被压破。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=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=(500N+150N)=650N，可以计算出自行车对地面的压强约为×106Pa． 2、坐垫呈马鞍形，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、在车轴拧螺母处要加一个垫圈，来增大受力面积，以减小压强。 4、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、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。 6、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。 三、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、质量越大惯性越大，运动状态不易改变，因此自行车不宜超载以免影响制动，发生事故。 3、快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮会跳起来。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，根据惯性定
从运动生物力学原理谈运动损伤的发生原因及防治
·运动医学· 从运动生物力学原理谈运动损伤 的发生原因及防治 戈定(同济医科大学式汉‘30030) 摘要:运动损伤的发生原因多种多样，但从根本_卜讲.上要是由于运动训练及技术动作违背r 运 动解剖学、生理学及生物力学的科学原理所致。本文欲探讨此力一面生物力学的原因及防治方法。 关键词:运动生物力学，运动损伤，原因，防治 On the Causes of Exercises Injury and Prevention，Treatment from the Perspective of Sports E3iomechanics (*e Dcn} (Tuug.lt Me
散打动作技术的运动生物力学分析
散打动作技术的运动生物力学分析 散打是一项用身体特定部位作为进攻或防守武器的搏击性运动。纵观其动作技术特点，散打中任一技术动作都是在肩、躯干、腰、髋、膝、裸各关节的充分配合下完成的，要求将各关节的分力聚集一点作用于目标。散打动作技术主要有拳法、腿法、摔法。拳法主要包括直拳、摆拳、勾拳、劈拳、扣拳、鞭拳、弹拳七种，是以直、摆、勾、为主体；腿法主要有前蹬腿、侧踹退、横鞭腿、后摆腿、下劈腿、扫腿六种，是以前蹬腿、鞭腿、侧踹腿为主体；散打中的摔法主要有夹摔、抱缠摔、接腿摔、等三种[1I。拳法的特点在于进攻路线短、冲力大、速度快、发力狠、动作突然、防不慎防、躲避困难、而且易于应用身体的力量。腿法的特点进攻路线长、打击力大、是远距离进攻最有效的武器。摔法的特点是速度快、发力突然，是贴身搏击的锐利武器。 1 对散打动作技术肌群工作特征分析 肌肉是人体运动的发动机，是产生力的器官。散打动作技术的肌群力学特征主要通过参与工作的肌肉作用类型、肌肉功率、肌肉功、肌肉的发力顺序四方面表现出来。 1．1 参与工作的肌群及其特点 散打中的每一动作技术都是全身性的运动，都要求身体各部位的肌群协调、充分的配合使机体能量经济化和动作效果最优化。从体育解刨学的角度上讲，其动作设计与人体的上肢、躯干、和下肢等关节的肌肉的工作特征紧密相连。下面以散打中最常用的右手掼拳为例、对参与掼拳动作关节的运动及肌肉工作的特点进行分析：右手掼拳的动作要求右腿轻微下潜继而快速蹬地并向内扣，髋关节伸展内旋，躯干向左回旋，同时肩胛骨前伸，肩关节前屈，肘关节伸的同时伴随前臂内旋，右拳向外、向前、向里横掼，力达拳面。做掼拳动作时，右腿轻微下潜右后快速蹬地并向内扣动作是由髁关和膝关节完成，参与的肌群为小腿三头肌、胫骨后肌、股四头肌等，是肌肉在近固定时做超等长收缩完成的。髋关节伸展内旋动作主要是臀大肌、大收肌、股二头肌、半肌腱和半膜肌、臀中肌和臀小肌前部及阔筋膜张肌等肌群在近固定时做向心工作完成的。躯干左回旋动作是由左侧腹内斜肌和右侧腹外斜肌在下固定时做向心工作完成。在手臂摆动过程中，上肢带的肩胛骨做前伸运动，主要是由前锯肌和胸小肌在近固定时做离心工作完成的；肩关节前屈主要是由胸大肌、三角肌前部肌纤维做等长工作完成；肘关节伸的同时伴随前臂内旋动作，肘关节伸主要是由肱三头肌和肘肌在近固定时做向心工作完成的；前臂内旋是旋前原肌、旋前方肌在近固定时做向心工作完成。 由以上分析得知，各关节肌肉的收缩形式有离心收缩、超等长收缩、等长收缩等收缩形式。在各种收缩形式中，产生肌力的大小顺序为：超等长收缩>离心收缩>等长收缩>向心收缩日。显而易见。超等长收缩产生的肌力最大。之所以这种收缩能产生更大的力量是由于肌肉弹性体产生的张力变化和肌牵张反射。 从运动生物力学的角度说，人体肌肉包括肌腱是一种黏弹性物质，其在收到迅速牵拉伸长时，能够产生强大的弹性回缩力，黏性物质如果缓慢被拉伸，或者拉伸后在停顿一段时间就会出现松弛现象，其弹性回缩力就会大大降低。所以在散打动作中，尽可能的使肌肉做超等长收缩，使其产生更大的肌力。如在直拳、掼拳、勾拳时，在启动阶段使蹬地腿有意识的小幅度下潜或身体小幅度的转动使肌肉先做离心收缩，继而快速蹬地、转髋、送肩使肌肉做向心收缩，从而增大肌力。在做鞭腿动作时同样使进攻腿下潜，继而快速蹬地，肌肉做超等长收缩，使进攻腿产生了更大的肌力，通过发作用力于地面，从而增加了进攻腿的启动速度。但应注意腿的下潜动作及蹬地发力到动作完成整个过程是快速、连贯一致的，否则会出现肌
运动生物力学复习资料
运动器官生物力学 1、影响骨拉压力学性质的因素： a)性别和年龄：男女在骨骼弹性模量、抗拉和抗压强度极限上没有显著差 异。 b)骨的各向异性及解剖部位差异：在最常见的载荷方向上，骨骼的强度和 刚度最大。 c)加载、应变速率的影响：（加载速率是指每单位时间内载荷增长量。每单 位时间内应变的改变为应变速率。）研究结果表明，骨的压缩强度极限和 弹性模量随应变速增高而增大。 d）应力集中影响：由于截面尺寸改变而引起的应力局部增大的现象称为 应力集中。在静载荷下，塑性材料与脆性材料对应力 集中的反映是不同的。对塑性材料可不考虑应力集中 的影响；对脆性材料，应力集中将大大降低杆件强度。 2、骨骼的力学特点 1)骨骼是各向异性材料，载荷方向不同其力学性质也不同。局部解剖位置 不同其力学性质也存在差异。 2)成熟密质骨压缩强度最高，拉伸强度次之，剪切强度最差。顺着纤维方 向的剪切强度低于横着纤维方向的剪切强度。松质骨的强度远远低于密 质骨的强度。 3)应力集中会使骨骼的强度降低。 4)加载速度增加，骨的强度和刚度增加，吸收能量的能力增加。 3、骨的功能适应性（Wolff定律） 骨功能的每一改变，都有与数学法则一致的确定的内部结构和外部形态的变化。 4、骨的压电效应 长骨被弯曲时，能产生压电，在凸侧 即张应力侧（拉侧）产生正电位， 在凹侧（压侧）即压应力侧产生 负电位。
5、疲劳性骨折： 1)概念：由于重复作用的较低负载引起的骨折，又叫应力性骨折、新兵骨 折、慢性骨折等。 2)发生机制：骨具有自我修复能力，只有在骨重建不足以弥补骨疲劳损伤 时才发生疲劳骨折——也就是说频繁的载荷妨碍了骨为防止骨折所进行 的重建活动。 3)影响应力性骨折的因素 a)应力大小 b)应力重复次数及负荷频率 c)负荷形式 d)骨的力学强度 e)肌肉疲劳程度 f）局部解剖结构 6、治疗的基本原则：受伤部位制动 7、肌肉活动对骨应力分布的影响： （A）胫骨在三点弯曲状态下压应力和张应力的分布。 （B）小腿三头肌的收缩造成胫骨后侧产生压应力，抵消了胫骨后侧的张应力。（C）当臀中肌松弛时，张应力作用于股骨颈上部骨皮质，压应力作用于下部骨皮质。臀中肌收缩能够抵消张应力。 8、术后康复时：避免主动做折弯、旋扭、剪切、拉伸动作；给予应力刺激 9、生物软组织材料具有很高的非线性、各向异性和粘弹性等性质。 其中粘弹性又包括滞后，松弛，蠕变 10、骨可能承受的负荷形式：拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲、复合。 11、强度：抵抗外力破坏的能力。 刚度：抵抗外力而不产生变形的能力。 稳定性：保持平衡形态的能力。 12、外界有电刺激，骨更易愈合：电刺激骨愈合技术 13、关节软骨的功能： （1）在广泛区域内使关节负荷分散，可减少接触关节面上的应力。 （2）可在相对关节面上发生一定活动而有最小的摩擦和耗损。 （3）富有弹性，能起到缓冲震动的作用。 （4）在受到压力时，关节软骨具有渗透性。 14、软骨的生物力学性能： a)软骨的粘弹性 b)关节软骨的渗透性：渗透性和压应力关系：健康关节软骨的渗透性随其压力应变或压应力的增大而降低。 c)关节软骨的润滑性
北京体育大学 运动生物力学复习题讲课教案
北京体育大学运动生物力学复习题
运动生物力学复习题
第一章绪论 运动生物力学是研究体育运动中人体机械运动规律的科学。 第二章人体运动实用力学基础 一、名词解释 1.稳定角：重心垂直投影线和重心至支撑面边缘相应点连线间的夹角。 2.支撑面：支撑面积是由各支撑部位的表面及它们之间所围的面积组成的。 3.转动惯量：物体转动时惯性大小的量度。 4.超重现象：动态支撑反作用力大于体重的现象。 5.失重现象：动态支撑反作用力小于体重的现象。 6.稳定系数：当倾倒力开始作用时，稳定力矩与倾倒力矩的比值。 7.上支撑平衡：支撑点在重心上方的平衡。 8.下支撑平衡：支撑点在重心下方的平衡。 9.人体运动的内力：人体内部各部分之间的相互作用力。 二、填空 1.运动是绝对的，但运动的描述是相对的。因此在描述一个点或物体的运动时，必须说明它相对于哪个物体才有明确的意义，且称此物体为参照物。 2.在运动学中有两个实物抽象化模型，即质点和刚体。 3.当加速度方向与速度方向相同时称为加速运动，反之称为减速运动。 4.运动员沿400米跑道运动一周，其位移是 0 ，所走过的路程是 400m 。 5.篮球运动中的投篮过程可看作是一个抛点低于落点的斜上抛运动，而投掷项目中，器械的运动可以看做是一个抛点高于落点的斜上抛运动。 6.人体蹬起时，动态支撑反作用力大于体重，称为超重现象，下蹲时，动态支撑反作用力小于体重，称为失重现象。 7.乒乓球弧旋球飞行的原因是运动员打球时使球旋转，由于空气流体力学的作用，产生了马格努斯效应的结果。 8.忽略空气的阻力，铅球从运动员手中抛出后只受到重力的作用，这种斜上抛运动可看作是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛的合运动。 9.身体绕某转轴的转动惯量的大小，是随身体各环节相对转轴的距离的改变而改变的。 10.游泳时，运动员受到的阻力主要有三种，它们是摩擦阻力、形状阻力和兴波和碎波阻力。 三、判断题 1.人体在做平衡动作时，需由外力及肌肉、韧带等内力矩共同维持平衡。（√） 2.人在平衡时，仍需消耗一定的生理能。（√） 3.人在自然站立时，女子和男子的平均重心高度是一样的。（×） 4.在身体姿势的变化过程中，人体中心不可以移出体外。（×） 5.人体保持平衡动作的力学条件是合外力及和外力矩为零。（×） 6.用一维重心板测量人体重心的原理是力矩平衡原理。（√）
浅谈自行车中的力学
浅谈自行车中的力学 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
论文题目： 浅谈自行车中的力学知识 单位：周口市十九中 姓名：王学伟 电话： 浅谈自行车中力学知识 初中生刚接触物理知识，课程内容要紧贴现实生活，生产实际。平时的教学中要注意培养学生把所学的物理知识应用于分析社会生活中的实际问题的能力，促进学生对物理知识的掌握和学习水平的提高。 自行车是我们日常生活中一种普遍的交通工具，它结构简单，价格低廉，方便实用，为每一位同学所熟悉。然而，在一辆普通的自行车中，却涉及到很多初中物理力学知识。以此为切入点，如果运用得当，对同学们力学知识的掌握和学习兴趣的培养非常有帮助。下面来简单谈一下自行车中的物理知识。 一、摩擦力方面 1、自行车的行驶：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、增大摩擦力：
a.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。 b.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。 3、减少摩擦力： a. 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。 b. 车轴处经常上一些润滑油，在接触面间形成一层油膜以使接触面分离度，来减小摩擦力。 二、压强方面 1、自行车车胎上刻有载重量。如车载重过量，则车胎受到压强太大而被压破。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=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=(500N+150N)=650N，可以计算出自行车对地面的压强约为×106Pa． 2、坐垫呈马鞍形，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、在车轴拧螺母处要加一个垫圈，来增大受力面积，以减小压强。 4、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、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。 6、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。
自行车上的摩擦力
物理学是一门基础学科，它研究自然界广泛存在的各种最基本的运动形态。它为自然界物质结构、相互作用、运动规律提供了一幅丰富多彩、结构严谨的图画。 生活中，物理现象无处不在，无时不有。就拿自行车来说吧，其与物理学也有着密切的联系。下面就让我们来研究一下与自行车有关的摩擦知识。 一、轮胎 1．轮胎上有花纹．有宝石花纹、蝴蝶花纹、鹿角花纹、竹节花纹．轮胎上花纹有什么作用？ 联系日常生活经验分析，如果有两个瓶子，一个是瓶盖带花纹的，一个是不带花纹的．不带花纹的瓶子使劲儿也打不开，带花纹的瓶子能拧开．轮胎也是这个道理，如果没有花纹的话，在路面上行驶可能就会打滑． 摩擦力的大小跟两个因素有关：压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大，摩擦力越大；接触面越粗糙，摩擦力越大。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．自行车为什么能前进？行进中自行车两轮受到的摩擦力方向一致吗？ 在骑自行车时，由于人和自行车对地面有压力，轮胎和地面之间不光滑，因此自行车与路面之间有摩擦，不过，要问自行车为何能前进？行进中自行车两轮受到的摩擦力方向是否一致？ 要弄清这个问题，首先要正确理解摩擦力的概念．摩擦力产生于相互接触的有相对运动的两个物体间，且阻碍物体的这种相对运动．要使车轮与地面产生相对运动，首先必须有力作用在车轮上，这个力即脚施于踏板的力．正是由于这个力作用才使后轮逆时针转动，此时后轮与地面间产生相对运动，而摩擦力就是阻碍这种运动的．因此，后轮受到的摩擦力向前． 那么，前轮的情况怎样呢﹖不难看出，前轮是受后轮驱动才有向前运动的趋势的，正因为如此，地面才给前轮向后的摩擦力，由此可见，两轮受到摩擦力方向不同，人们将后轮称为主动轮，将前轮称为从动轮． 不过，当人们在地上推自行车前进时，前轮和后轮的摩擦力方向都向后。那谁和这两个力平衡呢？脚对地面的摩擦力向前！人对车的作用力和前轮和后轮受的摩擦力平衡。