自行车的力学问题(10)汇总
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。
自行车中的科学知识-运动和力复习
请问以下有关自行车的现象中包含 了什么样的科学原理？
4、行驶的自行车不用力踩，也会前进；但 它还是会慢慢停下来；
5、如果运动的自行车不受到任何力的作用, 它将会作什么运动？
三、牛顿第一定律和惯性
牛顿第一定律
一切物体在没有受 到外力作用的时候， 总保持匀速直线运动 状态或静止状态。
牛顿第一定律是通过实验+推理概括
【例1】一人面向前方站在一艘匀速航 行的轮船的甲板上的某处竖直上跳，当
他下落时应落在（ A ）
A 原处 B 此处的前方 C 此处的后方 D 不能确定
【例2】(2010·金华)小刚同学放学回家的路上，脚被石块绊了一下，身子向前 跌倒(图甲)；继续行走一会，不小心脚踩到一块西瓜皮，身子向后摔倒(图乙)。 对这两种情景，下列解释合理的是( ) A．图甲、乙两种情景中，小刚脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原 来的运动状态 B．图甲、乙两种情景中，小刚上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原 来的运动状态 C．图甲情景中，小刚上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动 状态；图乙情景中，小刚脚的运动状态改变， 而上身由于惯性仍保持原来的运动状态 D．图甲情景中，小刚脚的运动状态改变，而上身由于 惯性仍保持原来的运动状态；图乙情景中，小刚上身的 运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态
【例1】下列说法正确的是 ( D )
A．物体不受力作用就一定静止． B．物体不受力作用就一定是匀速直线运动 C．物体受力才能运动． D．以上说法都是错误的．
为什么物体不受外力 就保持静止或匀速直线运 动状态，而没有出现其他 的运动情况呢？
物体有保持静止或匀速直线 运动状态的性质，人们把物体的
这种性质叫做惯性。
自行车与理论力学
自行车与理论力学自行车与理论力学我个人就是一个自行车爱好者，经常喜欢在节假日出门骑行游览，因而对自行车上的力学问题也产生了一些兴趣根据我的观察，我认为自行车上的力学问题有以下几点：1、滚动摩擦小于滑动摩擦，省力2、脚踏轮的轮轴原理，省力3、链轮的传动比原理，增速4、前叉的向后倾，自定向作用5、充气橡胶轮胎，缓冲减震6、车轮高速转动时，陀螺稳定作用7、辐条的编排方式，使辐条承受拉状态，解决压杆的不稳定性问题8、轴承的使用，使轴的滑动摩擦变为滚动摩擦.9、自行车静止不平衡而运动却稳定在这里我着重考虑了一下前叉后倾、辐条编排和自行车静止不平衡而运动却稳定的问题。
一.自行车前叉后倾上图是我的自行车，很明显可以看到它的前叉是后倾于地面的。
这张图明显的说明了前叉后倾于地面的状况。
如上图所示，自行车前轮的转向是由“前叉”控制的。
也就是说，前叉操纵前轮转弯时，前轮的转动是以前叉所在的直径为转轴的。
（图中红色直径）当干扰力矩使车向左倾斜，前轮也将随之向左转弯。
这时，在前轮与地面的接触点A处必将产生一个向右的运动趋势，因而地面也就必将产生一个向左的摩擦力，这个摩擦力有两个作用。
一是它对前后轮中心连线所形成的力矩，反抗车身向左的倾斜；二是它对前叉轴线形成的力矩迫使前轮恢复到原来的方向。
二.自行车静止不平衡而运动却稳定行进中，车轮的运动可以分解为绕轴的转动和随整车前进的“平动”.如左图所示，车轮绕轴逆时针转动，当外界干扰力矩使车轮向左发生一定的偏倒时，车轮到底怎样运动呢?我们来考察车轮最上面一点A的运动状态。
车轮的偏转，使它产生了一个垂直于旋转平面的轴向速度；由于车轮的转动，它还具有位于旋转面内的圆周切向速度；该点的实际速度是这两个速度的矢量和。
轮子的转速越大，其合速度越靠近旋转平面，车轮也就越稳定。
这个合速度显然缓解了车轮的倾倒.一般情况下，圆周切线速度都比使车倾倒的轴向速度大得很多，因而车轮的高速转动能有效地抵御干扰力矩的作用。
自行车里的物理：探索自行车运动中的力学原理
自行车里的物理：探索自行车运动中的力学原理自行车运动作为一种受欢迎的运动形式，背后隐藏着丰富的力学原理。
本文将探索自行车运动中的几个关键力学原理，帮助读者更好地理解自行车的运动原理。
1. 力的平衡：牛顿第一定律自行车在行驶过程中，需要保持力的平衡才能保持匀速运动。
根据牛顿第一定律，物体将保持匀速直线运动，直到受到外界力的干扰。
当我们骑行时，我们的身体、地面的摩擦力、重力以及空气阻力都会影响自行车的运动。
为了保持匀速行驶，骑行者需要通过调整身体姿势、踏板的力度以及使用合适的速度来平衡这些力。
2. 自行车的稳定性：陀螺效应自行车的稳定性是由陀螺效应所决定的。
陀螺效应是指旋转物体在保持平衡时产生的稳定性。
当自行车骑行时，前轮和转动的踏板组成了一个旋转的体系，使自行车获得了稳定性。
这就解释了为什么当自行车倾斜时，骑行者可以通过调整自身的重心来保持平衡，从而避免摔倒。
3. 自行车的转向：转向运动的力学自行车的转向是通过控制前轮的转向来实现的。
当骑行者想要改变方向时，他们会扭动车把，使前轮偏离原来的方向。
这将引起一个力矩，因为前轮会受到一个侧向的力，将自行车转向新的方向。
通过调整扭转力度和时间，骑行者可以精确控制自行车的转向。
4. 空气阻力：速度对阻力的影响空气阻力是自行车运动中的一个重要因素。
当自行车以较高的速度行驶时，空气阻力将会增加。
这是因为自行车在高速下会与空气发生更多的碰撞，从而产生更大的阻力。
因此，在追求更高速度的时候，骑行者需要同时克服较大的空气阻力。
这也是为什么在自行车比赛中，骑手时常采用弓型体位以减小空气阻力。
以上是自行车运动中几个重要的力学原理。
通过深入了解这些原理，我们可以更好地理解自行车的运动规律，并在骑行中运用这些原理。
希望这篇文档能为读者提供一些有用的信息和启示。
> 注意：以上内容仅供参考，具体情况可能因实际条件而有所不同。
自行车力学手抄报内容
自行车力学手抄报内容
标题，探索自行车力学。
自行车是一种简单而又神奇的交通工具，它的运动原理涉及到力学的许多基本概念。
下面我们来探索一下自行车力学的奥秘。
1. 转向原理，自行车的转向是通过前轮的转动来实现的。
当骑手转动车把时，前轮会产生一个向左或向右的力矩，使整个车身转向相应的方向。
这涉及到力矩和杠杆原理。
2. 骑行稳定性，自行车骑行时的稳定性与重心、轮径、车轮间距等因素有关。
骑手在骑行时通过身体的微调来保持平衡，这涉及到重心和平衡的力学原理。
3. 转动力学，自行车骑行时，踩踏脚踏板产生的动力通过链条传递到后轮，推动自行车前进。
这涉及到动力和运动的力学原理。
4. 阻力和速度，自行车在骑行时会受到空气阻力和地面摩擦力的影响，这会影响骑行速度。
这涉及到阻力和速度的力学原理。
通过对自行车力学的探索，我们可以更好地理解自行车的运动原理，从而更好地骑行和维护自行车。
同时，这也让我们对力学原理有了更直观的认识，为我们理解其他物体的运动提供了更好的参考。
自行车力学的奥秘是无穷无尽的，希望我们可以通过不断的探索和学习，更好地理解和利用自行车的力学原理。
自行车中的物理知识汇总
⾃⾏车中的物理知识汇总⾃⾏车中包含的物理知识有哪些？虽然⾃⾏车结构简单，⽅便实⽤，但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，下⾯让我们具体来分析⼀下。
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，如图3所⽰。
(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。
自行车身上的力学知识
自行车身上的力学知识
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。
自行车的力学问题(10)
自行车是常见的交通工具,这其中也存在着 很多的力学知识,如转轴的力矩问题,车刹 的合理性,框架的结实程度.在此就不一一 赘述了.
谢谢观看!
回转运动
例 用手扶着静止的自行车不让倒下,把它左边的脚蹬放 在朝下的位置,如本题图所示.,这时用水平力向后推此脚 蹬,车子向前还是向后运动?脚蹬朝哪个方向转?解释你的 判断依据. 解: 设自行车齿轮传动的比例为N,即后轮 的角位移Θ是脚蹬位移Θ’的N倍.但中轴与后轴的平移是 相等的,这相当于有一与脚蹬 共轴的N倍大轮在虚拟的地面上滚.接触点为脚蹬的瞬心. 分析外力作用下的滚动方向,这等效线轴的小半径r(脚蹬 腿的长度),大半径为nr(R为后轮半径). 水平力T相对于瞬心产生顺时针力矩（如图）．
自行车上的力学
日常生活中的有趣问题
自行车中的摩擦力问题 自行车中的力矩杠杆问题 自行车中的回转运动 自行车中的功和能问题
摩擦力问题
在自行车上有的地方需要增大摩擦力,有的地方 需要减小摩擦力.而且不同地方的摩擦力方向也 各不相同. 自行车的外胎,车把手塑料套,踏板套,闸把套等处 均有凹凸不平的花纹以增大摩擦.刹车时,手用力 握紧车闸把,增大刹车皮对车轮钢圈的压力,以达 到制止车轮滚动的目的. 车的前轴,中轴及后轴均采用滚动轴承以减小摩 擦,在这些部件上,人们常常加润滑油进一步减小 摩擦.
力轮 与 二 杠轴 中 杆， 轴 自 。实 也 行 质相 车 为当 的 一于 脚 个一 踏 省个 板
)
(
是相 当 一 一当 于 个于 一 自 省轮 个 行 力， 轮 车 杠前 轴 的 杆轴 ， 车 为车 把 轴把 相 ，
有这样的体会,自行车行驶 时是靠车把的微小转动来调节平衡的.譬如 车子 有右倒的趋势,骑车人只需将车把向 右方略微转动下,即可把车子恢复平衡. 这是由于转动的车轮产生的进动效果,即使 在重力矩的作用下,车子也不会倒下,而是 向右前进.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
回转运动
▪ 以向后水平的外力拉脚蹬,车轮向后滚动,脚蹬却 向前移.
r
T
R
瞬心
功和能问题
▪ 骑自行车上坡前,人们往往要加紧蹬几下,使车的 速度(动能)增大,“动能冲坡”,以较大的动能转化 为较大势能,能够较容易到达坡顶.
力矩杠杆问题
▪( ) .
▪( )
▪( ) ▪( )
相当于一个省力杠杆 四自行车的刹车把
轴相 。当
于 一 个 省 力 的 轮
三
自 行 车 的 飞 轮 也
。
力轮 杠轴 杆， 。实
质 为 一 个 省
与 中 轴 也 相 当 于 一 个
二
自 行 车 的 脚 踏 板
是相当 一当于 个于一 省轮个 力，轮 杠前轴 杆轴，
▪ 而骑车下坡时,不用脚蹬,车速也越来越快,这是势 能转化为动能,动能不断增大,所以车速也不断增 大.
▪ 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。
▪ 自行车是常见的交通工具,这其中也存在着 很多的力学知识,如转轴的力矩问题,车刹 的合理性,框架的结实程度.在此就不一一 赘述了.
回转运动
▪ 例 用手扶着静止的自行车不让倒下,把它左边的脚蹬放 在朝下的位置,如本题图所示.,这时用水平力向后推此脚 蹬,车子向前还是向后运动?脚蹬朝哪个方向转?解释你的 判断依据.
▪ 解: 设自行车齿轮传动的比例为N,即后轮 ▪ 的角位移Θ是脚蹬位移Θ’的N倍.但中轴与后轴的平移是
相等的,这相当于有一与脚蹬 ▪ 共轴的N倍大轮在虚拟的地面上滚.接触点为脚蹬的瞬心.
▪ 车的前轴,中轴及后轴均采用滚动轴承以减小摩 擦,在这些部件上,人们常常加润滑油进一步减小 摩擦.
摩擦力问题
▪ 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。
自行车上的力学
日常生活中的有趣问题
自行车中的摩擦力问题 自行车中的力矩杠杆问题 自行车中的回转运动 自行车中的功和能问题
摩擦力问题
▪ 在自行车上有的地方需要增大摩擦力,有的地方 需要减小摩擦力.而且不同地方的摩擦力方向也 各不相同.
▪ 自行车的外胎,车把手塑料套,踏板套,闸把套等处 均有凹凸不平的花纹以增大摩擦.刹车时,手用力 握紧车闸把,增大刹车皮对车轮钢圈的压力,以达 到制止车轮滚动的目的.
为车 轴把
一
自 行 车 的 车 把 相
，
回转运动
▪ 骑自行车的人都有这样的体会,自行车行驶 时是靠车把的微小转动来调节平衡的.譬如 车子 有右倒的趋势,骑车人只需将车把向 右方略微转动下,即可把车子恢复平衡.
▪ 这是由于转动的车轮产生的进动效果,即使 在重力矩的作用下,车子也不会倒下,而是 向右前进.
谢谢观看!