自行车上的物理知识 结题报告
用所学的物理知识分析自行车的力学问题
用所学的物理知识分析自行车的力学问题自行车的结构：工作原理：自行车以轻巧方便，造价低廉等特点获得人们的青睐，成为人类生活中普遍使用的交通工具。
自行车上的许多构造运用到物理学的力学知识。
可将其分为：摩擦力、压强、机械知识和力与运动的应用。
一．摩擦力：①增大摩擦力的运用：（1）刹车皮：通过刹车皮与车圈的摩擦（此时的摩擦为滑动摩擦）。
因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和粗糙程度有关，又因为刹车皮的平面粗糙不平，所以滑动摩擦力很大，可以使自行车很快停止运动。
（2）外胎表面的花纹：与刹车皮相同，都是通过增大物体表面的粗糙程度，以获得一个较大的摩擦力，但增大摩擦有什么好处呢？试想雪天汽车打滑，而在轮胎上加链条增大摩擦力之后就不打滑了，所以自行车外胎表面上的花纹是为了防止自行车打滑，更好地“抓住”地面。
②减少摩擦力的运用：自行车转动部分加润滑剂，减少摩擦力。
二．压强：①增大压强的应用：给轮胎充气：人们常说自行车轮胎气要充足，它利用了压强的原理。
做一个小实验：如果将充足气的轮胎的打气孔打开，就会发现气从内向外喷出。
说明了轮胎内部的气压比外界大气压大。
所以给轮胎充气，是为了轮胎内部有大的压强，有向外的压力，使轮胎在重力的作用下不易变形（即发生形变）。
当然不能充太多气，因为如果重力太大，就会使其形变过大，导致其体积变小，压强变大导致压力变大，最终使轮胎爆裂。
②减少压强的应用：坐垫呈马鞍形：为了增大身体的臀部与坐垫的接触面积，由P=F/S得，当F不变时，S越大，P越小，所以坐垫呈马鞍形，可以减少臀部所受到的压强，使人骑车舒适。
三．机械知识：①省力杠杆：前刹示意图（1）前刹：因为L1＞L2，且此杠杆是绕O转动的所以有L1*F1=L2*F2知F1＜F2所以前刹是一个省力杠杆,可以用很小的力使自行车很快刹住.同理,后刹也是一个省力杠杆.注:前刹也利用了增大摩擦力的原理。
通过增大压力(通过杠杆用很小的力而产生的)来增大摩擦力，使自行车很快刹住。
自行车中的摩擦力(开题+结题)
研究性学习报告——自行车中的摩擦力物理研究性小组组长:马嘉瑢物理研究性小组组员：李昭、张晓鹏、史鹏飞、胡晴、李佳敏指导老师：杨德清一、研究背景中国作为一个自行车大国，自行车廉价、轻便，深受许多上班族、学生族的青睐。
但据相关调查表明，每年因自行车引起的车祸正以惊人的速度增长。
怎样提高自行车的安全性，便成了人们关心自行车的话题。
我们课题组主要通过各种方式的调查和研究自行车上的有益摩擦和有害摩擦。
二、研究目的1、学习研究方法，增强对物理知识实际应用的认识，提高对物理的兴趣。
2、了解自行车的摩擦，从而增大有益摩擦和有害摩擦。
三、研究方法1、到学校图书馆查阅资料2、从网络上获取信息3、设计实验、进行研究分析四、实验过程1、提出问题：自行车的前轮的摩擦力是引动伦还是驱动轮？2、进行实验实验（一）用具：自行车一辆方法：把自行车放进沙池，用人手搅动自行车踏板使车轮转动带起沙砾，观察沙砾飞起的方向。
经老师的指点和实验以后知道有两种情况：人在自行车上施力，通过链和齿轮带动后轮转动，由于地面和后轮有摩擦力，是自行车向前运动，又由于地面与前轮有摩擦力使前轮运动。
这时前轮是引动轮，后轮是驱动轮。
如果撤销人施加的动力，自行车仍在运动状态，由于地面与前、后轮之间有摩擦力，使前、后轮运动。
所以这时前后轮都是引动轮。
实验（二）用具：自行车一辆，秒表，卷尺方法：在一条长六十米的跑道上骑自行车，到达五十米处分别用急刹法和点刹法刹车，使自行车停止运动，观察刹车后的距离与地面上的情况。
现象总结：1、急刹会对骑自行车的人造成危险，同时也会减少车身和车胎的寿命2、用点刹法刹车能使生命得到保障，也减少对车身和车胎的损害提议：刹车时采用点刹法，及快速的刹车，放，刹，放······，充分利用车胎与地面的摩擦力，能使自行车更快的减速，并能保持自行车的转向能力，从而避免意外。
五、实验结果从查阅的资料知道自行车工作原理和其他车辆一样，前进和停止是靠轮胎与地面的摩擦力。
自行车中的物理原理研究学习报告
自行车中的物理原理研究性学习报告班级高一（8）班指导教师谭元富组长李远组员黄思睿徐阳东董益明谭煜巴东一中综合实践活动（研究性学习）项目（课题）计划表巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表自行车中的物理知识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，现归纳如下：一、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，振动停止，铃声就不响了。
二、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。
二、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，车的把手上有袄凹槽，是为了增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
3．若车铃不响，是冈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．旋紧白行车各种紧固螺丝，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。
四、压强的现象：1．白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。
自行车中的物理原理研究报告
自行车中的物理原理研究报告自行车是一种常见的交通工具，其运动原理涉及到多个物理学原理。
本文将从以下几个方面对自行车中的物理原理进行研究。
一、牛顿第一定律牛顿第一定律也被称为惯性定律，它指出物体在不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动的状态。
在自行车中，当车辆处于匀速直线运动状态时，车轮的惯性会使车辆保持运动状态。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律也被称为运动定律，它指出物体的加速度与作用于物体上的力成正比，与物体的质量成反比。
在自行车中，当骑手踩踏脚踏板时，骑手的力会作用于车轮上，使车轮产生加速度，从而推动车辆前进。
三、摩擦力摩擦力是一种阻碍物体运动的力，它由接触面之间的微小不规则形状产生。
在自行车中，摩擦力会影响车轮与地面之间的摩擦力，从而影响车辆的行驶速度和稳定性。
为了减少摩擦力的影响，自行车轮胎的表面通常采用光滑的材料，以减少与地面的摩擦。
四、空气阻力空气阻力是一种阻碍物体运动的力，它由空气分子与物体表面之间的碰撞产生。
在自行车中，空气阻力会影响车辆的行驶速度和稳定性。
为了减少空气阻力的影响，自行车设计中通常采用流线型的车身和车把，以减少空气阻力的影响。
五、动能和势能动能和势能是物理学中的两个重要概念。
在自行车中，当骑手踩踏脚踏板时，将机械能转化为动能，从而推动车辆前进。
当车辆上坡时，骑手需要将机械能转化为势能，以克服重力的作用，从而保持车辆的运动状态。
综上所述，自行车中的物理原理涉及到多个方面，包括牛顿定律、摩擦力、空气阻力、动能和势能等。
了解这些物理原理可以帮助我们更好地理解自行车的运动规律，从而更好地掌握自行车的驾驶技巧。
自行车的物理原理研究报告
自行车的物理原理研究报告摘要：本文主要研究自行车运动的物理原理，包括自行车的稳定性、骑行的动力学和阻力、转向的力学原理等方面。
通过实验和理论分析，得出了一些结论，包括自行车骑行的最佳速度、提高稳定性的方法、转弯时的最佳姿态等。
同时，本文也探讨了一些与自行车运动有关的实际应用，如自行车的设计和改进、自行车运动员的训练等。
引言：自行车是一种受欢迎的交通工具和体育运动方式。
它的运动速度和稳定性受到许多因素的影响，如骑行者的体力、车辆的设计和质量等。
因此，了解自行车运动的物理原理对于改进自行车的设计和提高骑行者的表现至关重要。
一、自行车的稳定性自行车的稳定性是骑行者最关心的问题之一。
在自行车行驶时，骑行者需要保持平衡，以免摔倒。
自行车的稳定性受到多个因素的影响，如车轮间距、车架形状和重心位置等。
实验结果表明，车轮间距越大、车架越高、重心越低，自行车的稳定性越好。
因此，在设计自行车时，应尽量保持这些因素的平衡，以提高自行车的稳定性。
二、自行车的动力学和阻力自行车的骑行速度和骑行者的体力密切相关。
骑行者的体力提供了自行车运动的动力，而空气阻力、摩擦力等则是自行车骑行时的阻力。
实验表明，自行车骑行的最佳速度为每小时15-20公里。
这是因为在这个速度区间内，空气阻力和摩擦力的总和最小，骑行者消耗的体力也相对较小。
三、自行车的转弯力学自行车的转弯是一个复杂的力学过程。
在转弯时，自行车必须受到一个向心力，以保持稳定。
实验表明，自行车转弯时，最佳姿态是保持身体向内倾斜，车身向外倾斜。
这样可以减小向心力的作用，提高转弯的稳定性。
四、自行车运动的实际应用自行车的设计和改进是与自行车运动密切相关的一个领域。
通过了解自行车的物理原理，设计师可以改进自行车的结构和配件，以提高自行车的性能和稳定性。
自行车运动员的训练也是一个重要的应用领域。
了解自行车的物理原理可以帮助训练师更好地设计训练计划，提高运动员的表现。
结论：自行车的稳定性、动力学和转弯力学等方面均受到物理原理的影响。
自行车的力学知识研究报告
自行车的力学知识研究报告一、引言自行车是一种常见的交通工具，也是一项受欢迎的运动。
自行车的运动原理和力学知识对于了解自行车的性能和骑行技巧非常重要。
本报告将介绍自行车的力学知识，包括自行车的构造、骑行过程中涉及到的力学原理以及如何优化自行车性能。
二、自行车结构1. 自行车组成部分自行车主要由下列部分组成：前轮、后轮、车架、座椅、把手、脚踏板和链条等。
其中，前轮和后轮都有轮毂、辐条和轮胎等组成。
2. 自行车构造细节（1）车架：自行车的基本结构是由两个三角形构成的，这两个三角形被称为上管和下管。
上管连接了头管和座杆，下管连接了头管和脚踏板。
（2）前叉：前叉是支撑前轮的一根金属管，通常由钢或碳纤维制成。
（3）后悬架：后悬架是连接座杆和后轮之间的一组弹簧装置，可以减少骑行时对身体的震动，提高骑行舒适度。
三、自行车运动原理1. 自行车的平衡自行车保持平衡的主要原因是惯性。
当自行车倾斜时，重心会向一侧倾斜，但是轮子会继续向前滚动，因此自行车就会重新恢复平衡。
另外，转向也可以帮助保持平衡。
2. 自行车的前进力学（1）轮胎与路面：轮胎和路面之间的摩擦力是使自行车前进的主要力量。
（2）风阻：当自行车在高速运动时，空气阻力会变得越来越大，这会影响骑手的速度。
（3）重心位置：重心位置越低，骑手就越容易控制自行车。
四、优化自行车性能1. 减少空气阻力减少空气阻力可以提高骑手的速度。
可以通过以下方法来减少空气阻力：（1）低头：将头部放在把手上方可以减少空气阻力。
（2）穿紧身服装：紧身服装可以减少风阻。
（3）使用轮辐罩：轮辐罩可以减少轮辐与空气之间的摩擦力。
2. 提高车轮的质量车轮的质量越高，骑行时就越容易保持平衡。
可以通过以下方法来提高车轮的质量：（1）使用碳纤维车轮：碳纤维车轮比传统钢制车轮更加坚固，也更加轻便。
（2）使用高性能胎：高性能胎可以提供更好的抓地力和操控性。
3. 调整座位和把手位置调整座位和把手位置可以提高骑行舒适度。
自行车初中物理知识点总结
自行车初中物理知识点总结变速系统自行车上的变速系统通常由前后变速器、变速手柄和链条组成。
变速系统的作用是让骑行者根据行驶环境和路况来选择合适的齿比，以提高骑行效率和舒适度。
在物理学中，变速系统的原理涉及到机械力的转换和传递。
当骑行者使用变速手柄来改变齿比时，变速器会通过链条将骑行者的踏板力转换成轮辐上的推动力。
这个过程涉及到摩擦力、力的传递和机械能的转化等物理知识。
轮子的运动原理自行车上的轮子是支撑整车重量和提供行驶动力的重要零部件。
在物理学中，轮子的运动原理涉及到牛顿定律、动能和转动力矩等知识。
当骑行者骑行时，轮子会通过与地面的摩擦力来提供推动力，使自行车前进。
同时，轮子的转动也会产生动能，这个动能不仅可以用来提供行驶动力，还可以在制动时被转化为热能。
力的平衡在骑行过程中，自行车会受到多种力的作用，比如重力、推动力和摩擦力等。
在物理学中，力的平衡是一个重要的概念。
当自行车前进时，骑行者需要保持平衡，这就需要通过改变重心位置和调整转向来使得各种力保持平衡。
同时，当自行车骑行在不同的路况和坡度上，骑行者也需要根据受到的推动力和摩擦力来调整力的平衡，以保持自行车的稳定性。
动量守恒自行车行驶过程中，会出现加速、减速和转向等情况，这些变化涉及到动量和动量守恒的物理知识。
在自行车骑行时，骑行者需要通过踏板和变速系统来改变自行车的速度和方向，这就需要考虑到动量守恒的原理。
根据动量守恒定律，自行车在行驶过程中，它所受到的合外力将改变自行车的动量，从而实现速度和方向的调整。
力的合成与分解当自行车在行驶中需要爬坡、加速或者刹车时，骑行者需要通过不同的方式来施加力以实现目标。
在物理学中，力的合成与分解是一个重要的知识点。
通过力的合成，骑行者可以将多个力合成成一个合力，以实现爬坡或者加速。
而在刹车时，骑行者则需要通过分解力的方式来实现刹车效果。
摩擦力的作用在自行车行驶过程中，摩擦力是一个不可忽视的因素。
它不仅会影响自行车的推动力和制动效果，还会影响自行车的稳定性和舒适度。
自行车的物理原理研究报告
自行车的物理原理研究报告
本研究报告旨在探讨自行车的物理原理。
自行车作为一种简单而又实用的交通工具，其工作原理似乎十分简单，但实际上涉及到了多种物理学原理。
首先，自行车的运动原理是基于牛顿定律的。
牛顿第一定律告诉我们，物体的运动状态不会改变，除非有外力作用。
在自行车运动中，踩踏脚踏板产生的力是使车轮转动的外力，而空气阻力和重力则是制约自行车前进的外力。
其次，自行车的稳定性是基于陀螺效应的。
陀螺效应是指旋转物体的角动量轴的倾斜会使其保持稳定的现象。
在自行车中，车轮的旋转使其具有陀螺效应，可以使自行车保持稳定。
此外，自行车的制动原理是基于摩擦力的。
摩擦力是指两个物体接触并相对运动时的阻力。
在自行车中，刹车片与车轮接触时产生摩擦力，从而使自行车停下来。
最后，自行车的速度与阻力之间存在一个平衡点，称为最大功率点。
在这个点上，自行车的速度最快，但阻力最小。
通过调整踩踏力度和换挡，可以使自行车在这个点上运行，以达到最高效率。
综上所述，自行车的物理原理涉及到牛顿定律、陀螺效应、摩擦力和最大功率点等多种物理学原理。
深入研究这些原理，有助于我们更好地理解自行车的运行机理，从而更好地保养和使用自行车。
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• 在这次研究性学习中，我们不但进一步巩固了物理知识， 而且能够和实际生活相联系，运用已有知识分析、解决问 题。通过这次研究性学习，我们对自行车的原理有了全新 的认识；对自行车的维护和维修技术有了初步的了解；体 会到物理知识和社会生活有着密切联系，提高了学习物理 的兴趣，增强了我们探求物理知识的欲望。在研究的过程 中，我们应用各种学习策略提高了我们自主学习的水平， 培养了我们的社会责任感，能与伙伴合作交流，增进了同 学间的友谊。
1801年 俄国人阿尔塔马诺夫设计出世界上第一辆用踏板踩动的自行车。 1817年 德国人德雷斯在自行车上装了方向舵，使其能改变行使方向。
1867年 英国人麦迪逊设计出第一辆装有钢丝辐条的自行车。
1925年以后 世界自行车产量已达200万辆。 其后自行车得到广泛的发展，结构上也有了改进和提高。 第二次世界大战后，汽车工业高速发展，自行车生产受到影响。
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本片制作：
课题研究组长： 组员：
结题报告人：
课题研究内容
• 1.自行车发展史 • 2.自行车构造与组成
围绕主课题，确立四个子课题
• 3.有关自行车的摩擦与杠杆知识
• 4.设计与创新
课题研究目标
• （1）提高在日常生活中发现物理原理的能力
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（2）增强生活中运用物理知识能力
（3）提高自己观察、收集信息的能力
F1为动力臂 L1为阻力臂
课题研究成果——大胆创新与改造
紧凑小巧的设计颠覆了我们传 统的自行车理念，适合在拥挤 的城市中使用。 设计师带来的这辆自行车 有以下几个特点： 1.它拥有两大尺寸的轮子， 没有链条。 2.脚踏板直接连接到前轮里 面，采用折叠设计，在短 时间内可以进行折叠或展 开。 3.当把它折叠后，还能够将 它像行李箱一样拖着前进。
后来经过询问和研究，发现不止是车轮的轮轴处有钢珠，凡是能转动地方大部分 都有。如：车头、脚蹬、中轴、后轮的飞轮等内部都有钢珠。
课题研究成果——杠杆原理
• 骑自行车时脚踏板转到中间位置时用力瞪下的效Байду номын сангаас最好
•
因为你向下施力，由于是垂直向下，由于支点（即脚蹬 旁边的那个齿轮的轮轴）到力的垂直距离是动力臂，所 以，当脚蹬转到中间位置时，其中一个脚到脚蹬轴的距 离是动力臂，也是最长的动力臂，另一个为阻力臂，由 于动力臂*动力=阻力臂*阻力，因此，要想使动力最小， 则应使动力臂最长，因此，脚踏板转到中间位置时用力 瞪下的效果最好。
自行车的把手做成 有花纹的
自行车的踏脚 有花纹
轮胎做有花纹
用来固定各 零件的螺丝 与螺帽旋得 紧紧的
课题研究成果——摩擦的运用
• 自行车上减少有害摩擦的方法大抵也有两种：
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•
1、利用滚动摩擦来减少摩擦；
2、给某些部件加润滑剂来减少摩擦。
车轮处装有钢铁制的滚动轴承， 内有很多小钢珠。
在转轴中经常上涂润滑油
问题回顾：
• 一个人在平直路面上骑自行车时发现一个很有趣 的现象：
• 刚刚骑上自行车时，运动的不是很快，要 想使自行车在短暂的时间内达到较大的速 度就要用很大的力蹬自行车的脚蹬。 • 行进中，速度较大时，并不需要用很大的 力去蹬车，就可以使车子快速行驶下去。 这是为何呢？
解答：
• 开始时，要从速度较小变到速度很大，这个时候，需 要用力去改变物体的运动状态，因为力是改变物体运 动状态的原因。 • 而速度变快，人与车因为具有惯性的原因，会保持这 个速度，不需要力去维持它们的运动。人只需要用很 小的力，克服地面的摩擦即可。
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•
（4）巩固及提高已学物理知识
（5）加强团结合作精神
课题研究成果——自行车的历史
18世纪末，法国人西夫拉克发明了最早的自行车。 这辆最早的自行车是木制的，它的结构比较简单， 既没有驱动装置，也没有转向装置，骑车人靠双脚用力蹬地前行， 改变方向时也只能下车搬动车子。
自行车发展史
1770年 法国人西夫拉克发明了最原始的自行车。 它只有两个轮子而没有传动装置，人骑在上面，需用两脚蹬地驱车向前滚 动。
课 题 研 究 成 果 构 造 与 组 成 --
课题研究成果——摩擦的运用
• 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。
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• •
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)