分析人骑自行车前进时前后轮受到地面摩擦力的情况
自行车 的 增大摩擦的原理
自行车的增大摩擦的原理自行车的增大摩擦的原理自行车是一种常见的交通工具，它的运动原理是靠人力推动脚踏板，使车轮转动，从而推动自行车前进。
在自行车行驶过程中，摩擦是不可避免的，而摩擦的大小会影响自行车的行驶速度和稳定性。
因此，了解自行车增大摩擦的原理对于提高自行车的行驶效率和安全性具有重要意义。
自行车增大摩擦的原理主要有以下几点：1. 轮胎与地面的摩擦自行车的轮胎与地面的摩擦是自行车行驶过程中最主要的摩擦形式。
轮胎与地面的摩擦力大小与轮胎的材质、地面的摩擦系数、轮胎与地面接触面积等因素有关。
如果轮胎材质较硬，地面摩擦系数较小，轮胎与地面接触面积较小，那么轮胎与地面的摩擦力就会减小，自行车行驶速度就会增加。
反之，如果轮胎材质较软，地面摩擦系数较大，轮胎与地面接触面积较大，那么轮胎与地面的摩擦力就会增加，自行车行驶速度就会减小。
2. 空气阻力自行车行驶过程中，空气阻力也会对自行车的行驶速度产生影响。
空气阻力大小与自行车的速度、空气密度、自行车的形状等因素有关。
当自行车的速度增加时，空气阻力也会随之增加，从而增大摩擦力。
因此，在自行车行驶过程中，尽量减小空气阻力，可以有效地降低摩擦力，提高自行车的行驶速度。
3. 链条与齿轮的摩擦自行车的链条与齿轮之间的摩擦也会对自行车的行驶速度产生影响。
链条与齿轮之间的摩擦力大小与链条的材质、齿轮的材质、链条与齿轮之间的润滑情况等因素有关。
如果链条与齿轮之间的润滑情况不好，链条与齿轮之间的摩擦力就会增加，从而增大摩擦力。
因此，在自行车行驶过程中，要保持链条与齿轮之间的润滑情况良好，可以有效地降低摩擦力，提高自行车的行驶速度。
总之，自行车增大摩擦的原理主要与轮胎与地面的摩擦、空气阻力、链条与齿轮的摩擦等因素有关。
在自行车行驶过程中，尽量减小这些因素对摩擦力的影响，可以有效地提高自行车的行驶效率和安全性。
分析人骑自行车前进时前后轮受到地面摩擦力的情况(精)
分析人骑自行车前进时前后轮 受到地面摩擦力的情况
沛县第二中学 高一物理组 杜慎
复习回顾：重力 弹力 摩擦力
产生
大小
方向 作用点 作用效果
重力
弹力
静摩 擦力
滑动 摩擦
力
地球的吸引 而产生
接触挤压发 生弹性形变
G=mg 竖直向下 重心Fra bibliotekF=KX
{弹簧}
垂直于接 触面或沿 绳子的收 缩方向
接触处
F2 光滑 F静
G
三、连结体的受力分析
如果几个物体通过某种方式连接起来共同运
动，这样的几个物体所组成的体系叫做连结体。
连结体受力分析要点：
（1）首先要把各个物体隔离出来； （2）然后分别分析每个物体的受力情况。
【例4】如图所示，水平桌面上的物体A用细
绳跨过定滑轮和物体B相连,物体A向右运动，试
分析物体A、B的受力情况。
FN
FT
A
Ff
FT . ´
B
GA
GB
分析A,B静止时的受力
F2
A
F1
B
G
分析A,B静止时的受力
FN2
A
F
Ff
F A
FN1
B
下图中的接触面粗糙，试分析 AG、B的受力
v
A
F
B
v
练习
1. 画出图中O 点的受力图。 2. 画出汽车在平直公路上行驶时的受力图。
F1
F2
O
F3
FN
F
Ff
G
接触挤压发生弹 性形变接触面不 光滑有相对运动 趋势
取决于 外部因 素
与物体间 的相对运 动趋势方 向相反
自行车两个轮子受到的摩擦力方向相反？深入了解一下摩擦力
⾃⾏车两个轮⼦受到的摩擦⼒⽅向相反？深⼊了解⼀下摩擦⼒提到摩擦⼒，⼈们往往第⼀印象就是阻碍物体运动的⼒，可事实上真的如此吗？其实⽣活中摩擦⼒就和细菌⼀样，有些恼⼈的细菌会导致⼈体发⽣各种疾病，但同时很多细菌像双歧杆菌等恰是⼈体离开不了的。
摩擦⼒也是，有很多摩擦⼒确实是导致机械磨损和故障的原因，但与此同时，⼈类离开摩擦⼒可以说什么都做不了，甚⾄⾛路都⾛不了。
好了，话不多说，聊聊今天的主⾓：摩擦⼒。
关于摩擦⼒⽬前，物理学上对摩擦⼒的定义是：阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）的⼒叫做摩擦⼒。
根据物体和接触⾯的运动情况可以简单分为：滑动摩擦⼒，静摩擦⼒和滚动摩擦⼒（实际上滚动摩擦⼒本质上也是静摩擦⼒，后⾯有机会会和⼤家详细分析）。
摩擦⼒滑动摩擦⼒在所有的摩擦⼒类型中，滑动摩擦⼒是最常见也最容易理解的。
因为存在相对滑动，所以产⽣摩擦⼒，摩擦⼒的⽅向和相对滑动的⽅向相反。
在下图中，⼩⼈推着⽊箱以速度v在⽔平⾯上向右运动，此时地⾯给⽊箱⼀个相反⽅向的摩擦⼒f,⽅向向左，⾮常值观，好理解。
⽽且这个摩擦⼒f的⼤⼩和箱⼦的重量成正⽐，所以越重的箱⼦越难推动。
我们把和摩擦⼒和正压⼒的⽐值称作摩擦因数µ。
滑动摩擦⼒静摩擦⼒还是刚才的这个⼩⼈推箱⼦的模型，如果因为箱⼦太重，⼩⼈推不动⽽没有和地⾯发⽣相对滑动，此时有摩擦⼒的存在吗？有的，这个时候的摩擦⼒就是静摩擦⼒。
不要忘记了摩擦⼒的定义，阻碍相对运动趋势的⼒也叫摩擦⼒。
如何判断相对运动的趋势呢？办法就是假设接触⾯没有摩擦⼒，物体会怎么运动，即是运动的趋势。
⽐如下⾯这个箱⼦，如果和地⾯之间没有摩擦⼒，那么很容易的会被推向右边运动，那么相对运动趋势就是向右的，所以这个时候受到的静摩擦⼒f⽅向就是向左的。
静摩擦⼒关于⾃⾏车模型车轮所受到的摩擦⼒类型简单的了解摩擦⼒的知识以后，我们来讨论⼀下⾃⾏车车轮受到的摩擦⼒的情况。
⾸先，车轮所受的摩擦⼒是哪⼀种类型呢？我们来看，车轮在⾏驶过程中，车轮边缘上质点转动的线速度和⾃⾏车运动的速度⼤⼩是相同的，每个质点的相对于地⾯的运动都是这两种运动的叠加，在与地⾯的接触点，这两个速度⼤⼩相同，⽅向相反合速度为0，所以是相对于地⾯静⽌的。
身边的力学——自行车前进中的系列摩擦力分析
车 的曲拐 、 牙盘 、 链条 、 飞轮 传 递 给后 轮 ， 它 使后
轮 有 向顺 时 针方 向转 动 的趋 势 。 即如 图 １所示 ， 若 取地 面为参 照 物 ， 后轮（ 主动 轮 ） 与地 在 Ａ处 接 触， 当在 、 作 用下 ， 后 轮 Ａ点 对地 有 向后运 动 的趋势 因此 ． 地面 施于后 轮 着地 点 的摩擦 力 是静 摩擦 力 ，且 的方 向向前 。 自行 车 在行 驶 时， 消耗人 体体力 ． 传 给驱动 轮而产 生牵 引力 。这 个 牵 引力 与行 驶 的总 阻力 相 等时 ， 自行车 能保 持
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ８ 一 ｌ １
作者简介 ： 朱 爱 国（ １ ９ ８ ２ 一 ） ， 男， 安 徽 安 庆人 。巢 湖学 院 电子 程 与 电气 自动 化 学 院讲 师 ， 硕 士 。研 究 方 向 ： 大学 物理 、 物 理
实 验 的研 究 与 教 学 。
３２
托起 所产 生 的效 果是 一 样 的。 实际上 ， 地 面是粗
糙的 ， 车 轮 外 胎上 又 刻有 花纹摩擦 力 的作 用 ， 它对 轮轴 心产 生 逆时针 方 向的转矩 ， 来 抵御 人 的 动力 对后 轮轴 心 所产 生 的顺 时针方 向的转 矩 。 使 自行 车 向前加 速 。所 以说 就是 自行车行 驶 的牵 引力 。
地点 的静摩 擦力 ． 在 自行 车 行驶 中 ． 充 当了 “ 二
道贩 子 ” 的角色 ． 它 一 手从 人 体取 得 能量 ， 另 一手 就将 能 量传 递 给 自行 车质 心 ． 使 自行 车 整体 运动 的动 能增 加 。因此 ， 牵 引力 只起 “ 转手倒 卖 ” 的作 用， 它本 身并 不 作 功 。 自行 车 整体 运 动 的动 能增 加， 归 根结 底 ， 是 以消耗人 体体 力为 代价 的 。 那 么 ，地 面施 于前 轮着 地点 Ｂ的静 摩擦 力 又起 什 么作 用 呢？ 由于前 轮本 身虽 没 有转 矩 ， 却 还有 轴 承 内部摩 擦 的 阻力矩 ， 如果 没有 静 摩擦 力 的作 用 ， 则 前 轮 只 能 跟 着 车 架 向 前 滑行 ， 只是 因为有 着 向后 的 作 用 ， 才使 前 轮转 动起 来 。 虽 然是 前进 的阻力 。 它 的大小 是 由轴 承 内部 的 阻力 矩决 定 的 ， 但 正 因为 的存 在 ， 使前 轮 避免 了拖滑 式 的摩损 。尤其 是 当前 轮 碰 到石 子等 阻 碍物 时 ， 摩擦力 将 起 着使 车轮 向上 越 过障 碍物 的有 益作
浅析自行车行进过程中的摩擦力
浅析自行车行进过程中的摩擦力作者：唐浩然来源：《科技风》2018年第01期摘要：本文对自行车行进过程中的摩擦力进行了分析；首先对自行车行进过程中整体受到的摩擦力进行了分析，之后分别详尽解析了后车轮和前车轮在行进过程中摩擦力所起到的作用；结果表明前轮摩擦力主要为阻力，后轮摩擦力相当于牵引力，可以将骑行者的体能转化为动能。
关键词：摩擦力分析；转动力矩；自行车中图分类号：O31 文献标识码：A高中物理知识中，力学知识和运动学知识可以被广泛用于日常生活问题的分析中。
实际生活中，物体在运动时不可避免的会在接触面上产生摩擦力，人们往往存在一种误解認为摩擦力总是作为阻力出现的，然而实际情况并非如此[1]。
自行车作为一种常见的代步工具，具有绿色无污染、方便快捷、不受城市路况限制等特点，因此受到了人们的普遍欢迎，自行车行进过程中会受到地面的摩擦力，但自行车前、后车轮的摩擦力所起到的作用是不同的[2]。
本文对自行车行进过程中的摩擦力进行了简要分析，在整体分析自行车摩擦力的基础上，分别对前后轮摩擦力所起的作用进行了阐述。
1 自行车行进时摩擦力的整体分析自行车与地面的接触点位于前轮和后轮上，在启动和行进中必然与地面之间产生摩擦力。
骑行者骑行时，通过脚蹬和车链条将力传导至后轮，后轮在F1和F2的共同作用下，相对于地面有了顺时针转动的趋势。
以地面为参照物，后轮与地面接触点A存在向后运动的趋势，那么后轮胎就会受到地面给它的向前的摩擦力fA。
可以看出后轮是自行车的主动轮。
与后轮相对，前轮作为自行车的从动轮，在主动轮产生的牵引力F作用下向前运动。
前轮与地面的接触点B相对于地面向前运动，因此后轮上产生的摩擦力fB方向向后。
可以看出自行车在行进过程中主要在前轮和后轮上与地面产生摩擦力，然而这两个摩擦力的作用不同。
对于后轮来说，如果地面光滑，后轮就会产生打滑现象，也就是说后轮在骑行者施加力时原地顺时针旋转。
而现实情况是地面存在一定的摩擦系数，fA会在后轮轴上产生一个旋转力矩，方向为逆时针旋转，这个旋转力矩的作用是骑行者施加于后轮轮轴的旋转力矩，这个力矩的方向是顺时针的，也就是说fA产生的力矩和骑行者施加的力矩共同作用，使得自行车运动，fA是自行车行进的牵引力。
单车脚踏原理
单车脚踏原理
骑单车时前后轮的受力情况分析自行车在向前平稳行驶的过程中,人的双脚用力蹬脚蹬,使后轮转动。
这时轮胎和地面之间没有相对运动,这时的摩擦力可以看成是静摩擦力。
当后轮转动时,后轮和地面接触的地方,就相对于地面有向后运动的趋势, 所以后轮所受摩擦力的方向向前,为自行车提供向前运动的动力。
前轮原来的状态是静止的,由于车身的推动,使前轮相对于地面运动方向也向前,所以受到地面对它向后的滚动摩擦力。
因此,前轮是阻力轮,它受到向后的滚动摩擦力,阻碍车的运动;后轮是动力轮,它受到向前的静摩擦力,是自行车前进的动力。
当自行车加速运动时,自行车后轮为自行车的行驶提供动力,它所受的摩擦力向前。
同时前轮阻碍自行车的行驶,它所受的摩擦力向后。
因此,在自行车加速的过程中,自行车后轮的摩擦力大于前轮的摩擦力和其他阻力之和。
自行车自然进行减速时,人的脚停止蹬踏车轮,前轮和后轮同时受到向后的摩擦力,这时没有动力提供给自行车。
自行车由于只受到摩擦力的作用,根据牛顿第二定律,速度逐渐减小。
当自行车紧急刹车时,由于惯性人会感觉到身体有向前倾斜的趋势。
刹车时应尽量使用后刹车或前后同时刹车。
如果只使用前刹车,自行车的前轮停止运动,保持静止状
态,而此时自行车的后轮,还在保持转动状态,由于惯性的存在,自行车的后半部分还存在向前的运动趋势,就可能导致人和车由于有向前倾斜的趋势而翻车。
关于行进中的自行车轮与地面的摩擦阻力
关于行进中的自行车轮与地面的摩擦阻力作者：黄雪兵谢艳花来源：《物理教学探讨》2009年第05期摘要：在进行有关摩擦力的教学时，有学生坚持认为滑动摩擦力和接触面积大小有关，并且还举例说自行车轮胎瘪了就很难骑。
这自然是由于他们没有很好区分滑动摩擦和滚动摩擦所致，但是细究起来却又有发现。
关键词：静摩擦；滚动摩擦；力矩中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2009)5(S)-0023-3根据高中教材，摩擦力一般分为三类，一类是滑动摩擦，一类是静摩擦，还有一类是滚动摩擦。
滑动摩擦和静摩擦都与接触面的相对运动或者相对运动趋势有关，是一种主要发生在接触面上的力，而滚动摩擦实质上却是一种发生在物体内部的内耗力，目前对滑动摩擦和静摩擦的研究相对成熟得多，而对滚动摩擦的研究还在进一步深入研究阶段，因此高中生一般学习滑动摩擦和静摩擦，而只介绍滚动摩擦。
然而，与生活相关联的一些事例却往往与滚动摩擦有关，所以有必要进行探讨。
这里将讨论自行车前轮和地面之间发生的摩擦阻力。
我们首先讨论前轮的情况。
1 静摩擦高中教材界定，在两个粗糙的接触面相互挤压的情况下，如果这两个接触面之间有相对运动趋势，那么这两个接触面间存在静摩擦力。
根据这一界定，我们可以很快得出结论，即行进中的自行车的前轮和地面之间存在静摩擦力。
第一，轮胎本身具有质量，当然，这也是一般高中学生所忽略的。
我们可以考虑自行车启动瞬间，前轮还没能转动起来，但是不论是轮胎上部还是轮胎下部接触地面的部分，轮胎跟随轴心已经获得一个向前运动的加速度a c。
由此可见，前轮和地面之间存在相对运动趋势，前轮也必将受到地面施加的静摩擦力，方向向后。
根据刚体定轴转动定律M=Jα，要使轮胎从静止开始转动起来，必须给它施加驱动力。
对于自行车前轮，这个驱动力就是地面给它施加的静摩擦力。
这个力与轮胎半径一起构成一个使轮胎转动的力矩。
若没有这个驱动力，前轮便不能转动起来。
初中 物理 摩擦力 讲稿、课堂练习及课后练习题(答案)
面粗糙程度来增大摩擦的是
(A)在汽车轮胎上装上防滑链
(B)在结冰的路面上铺上稻草
(C)骑自行车时在车上安放些重物 (D)行走时穿上底面花纹深的鞋
11．、滑板运动已经成为年轻人最流行、最 持久的时尚运动．它由板面、滑板支架(滑板桥)和四个滑板轮等部分 组成， 板面上表面粗糙，如图所示．则 A．滑板上表面粗糙是为了减小人与板之间的摩擦 B．滑板上表面粗糙是为了增大人与板之间的摩擦 C．滑板轮表面光滑是为了减小板轮与地面间的摩擦 D．滑板轮表面光滑是为了增大板轮与地面间的摩擦 //摩擦力基本知识点！
C.在汽油机的连杆和曲轴连接处加注机油 D.溜冰鞋底装有滚轮 5、冰雪天的交通事故相对要多一些，原因是汽车行驶在结了冰
4
的 路 面上 时 ，所 受到 的
小， 容易 打 滑； 防止 这 类交 通事 故 的措 施之 一
是：
。
答案：摩擦力；0N 的水平力把重 15N 的木块压在竖直的墙面上，木块恰能匀速下滑．此时木块受到的摩擦力大小是
20.（前三问略）
（4）将空矿泉水瓶放倒在水平桌面上，用力向它的侧面吹气它会滚动，但用同样大小的力向它底部吹气它却不容易滚
动，这表明在压力相同的条件下＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
本来是很简单的一个问题，答案是滚动摩擦比滑动摩擦小。可是得分率出奇的低。究其原因，原来是题意不明 导致的。
注意
题目中底部两字，怎么理解呢？还是配个图（原题没有图）说明吧：
θ θ
图四
图五
图六
分析工件在导槽方向的受力，如图六（俯视图），易知 F=μ mgCosθ 。答案选 C。 例 6，如图七，工件 A 静止在绕中心 O 匀速转动的水平转盘上，问工件 A 所受摩擦力的方向。若转盘加速转动， 假设 A 仍相对转盘静止，摩擦力方向又如何？ 解析：工件 A 所受摩擦力施力物体是转盘，选转盘为参照物。 转盘匀速转动时，工件 A 在切向与转盘一起匀速运动无相对运动趋势，而在法向却有远离中心 O 的运动趋势，所 以受到指向中心 O 的静摩擦力。 转盘加速转动时，工件 A 不仅在法向仍有远离中心 O 的运动趋势，而且在切向由于惯性，有保持原来较小速度运 动而具有的，与线速度 V 方向相反的运动趋势，所以工件所受静摩擦力应指向如图八（俯视图）所示方向，既阻碍法 向的运动趋势又阻碍切向的运动趋势。
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行车前后轮所受的摩擦力是高中物理教学的难点，例如：为什么后轮受到的是静摩擦力？为什么人骑自行车时后轮受到的摩擦力向前，而前轮受摩擦力向后呢?这些问题学生理解起来有一定的困难，我在教学中采取了以下几种方法来突破教学难点。
一、难点突破一
如图人骑自行车时，后轮是主动论，后轮在链条带动下运动时，与地面接触点有向后运动趋势，所以受一个向前的摩擦力。
后轮运动推动前轮运动，假设地面光滑，前轮将不能转动。
而向前滑动，所以前轮与地面接触点有向前运动趋势，所受摩擦力的方向是向后的。
类似于人走路，蹬地后就离开地面，所以受到的是静摩擦力。
二、难点突破二（为什么是静摩擦）
随着学生的学习深入，学生学习了运动的合成之后，我们可以根据运动的合成的原理分析自行车运动时所受到的摩擦力，方法如下：自行车前进时，车轮既平动又转动，且平动的速度与转动时边缘各点的线速度是相同的，地面A点平动的速度向前，转动的速度向后，因此，对地面的合速度为0，也就是车轮与地面保持相对静止，所以它与地面的摩擦为静摩擦。
三、难点突破三（亲身体验）
课堂教学强调学生的体验和探究，在教学中，我们可以让两名同学配合，两名同学一前一后，后面的同学脚蹬地推前面的同学（注意
不要推动）然后互换，最后让两名同学交流，学生会有这样的体验：在后面推时感受到地面给脚的力是向前的，在前面时感觉到有往前运动的趋势，教师点拨，后面的人相当于后轮，前面的人相当于前轮。
四、课外探究
1、打滑判断法
寒冷的冬天，让自行车行驶在冰面上，由于冰的表面很光滑，车难以向前运动，而只是在原地打滑，我们发现车倾倒之前，只有后轮在原地打滑，而前轮并不旋转打滑。
可见，后轮是主动向后“蹭”地面，所以地面对后轮的摩擦力方向是向前；而前轮，除非当自行车向前运动时地面会“主动”去“蹭”前轮，才能使它转动，可以看出地面对前轮的摩擦力向后。
2、“杂技联想’’判断法
杂技高手可以使前轮腾空，只靠后轮着地向前行驶，只要他一直踩踏板，车就会一直向前，甚至可以加速，可见地面对后轮的摩擦力是向前。
但是如果换成后轮腾空、前轮着地行驶，即使他一直踩踏板，自行车也会慢慢地停下，可见地面对前轮的摩擦力是向后。
在这里要注意，因为踏板轴链条是与后轮轴连接的，所以有这两种不同情况。
经过以上环节的突破，学生深刻体验到了自行车前后轮摩擦力的来源，前后轮受摩擦力的方向等一系列问题，取得了较好的教学效果。
五、教学建议
在此类问题的教学中我们不能急于求成，要遵照循序渐进的教学原则，逐渐深化，在刚接处摩擦力的教学时，我们可以回避这个问题。
讲到牛顿第三定律时，我们可以轻轻点拨，到运动的合成时，我们可以让学生融会贯通了。
我们教师应该记住这样一句话：孩子的能力还没有发展到这个程度时，我们需要耐心等待。