对自行车前后轮受摩擦力方向的研究
分析自行车上的摩擦力
分析自行车上的摩擦力作者：鲁明来源：《初中生世界·八年级物理版》2013年第03期摩擦力是一种常见的力，当两物体相互接触，相互挤压，并做相对运动或者有相对运动趋势时，在接触面会产生一种阻碍相对运动的力，这个力叫摩擦力.在日常生活和生产活动中，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摩擦，减小有害摩擦.下面就以自行车为例来加深对摩擦力的认识.一、自行车上的有益摩擦和有害摩擦自行车上的静摩擦都是有益的.各部件的固定和安装都要用到螺丝和螺帽，必须要把它们旋紧，主要目的就是增大部件之间的摩擦力.如前叉和龙头的固定、连接鞍座在车架上固定、前后轮在车架上固定、脚蹬在曲柄链轮上固定等；后轮胎和地面的摩擦也是静摩擦，因为它是驱使自行车前进的力，所以它也是有益的摩擦力；刹车时刹皮和车轮之间的摩擦能有效地控制车子的行进，所以它也是有益的.自行车上的动摩擦都是有害的.如中轴、前车轴、后车轴、前叉合件、脚踏轴等部件，同时包括刹车把手，它们在转动过程中极易使部件磨损，造成传动或转动障碍，所以它们之间的摩擦是有害的.二、自行车上增大有益摩擦和减小有害摩擦的部位和方法1.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有两种：一是增加接触面的粗糙程度来增大摩擦；二是用增大压力的方法来增大摩擦.（1）在自行车上有很多部位都是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，具体见下表.（2）自行车也有一些地方是采用增大压力的方法来增大摩擦的，具体见下表.2.自行车上减少有害摩擦的方法有两种：一是利用滚动摩擦代替滑动摩擦来减少摩擦；二是给某些部件加润滑剂来减少摩擦.（1）以滚动摩擦代替滑动摩擦的部位和方法见下表.（2）自行车上也有通过给某些部件加润滑剂的方法来减少摩擦的，比如在链条和轴承处.三、车轮所受的摩擦力方向1.脚蹬自行车启动时车轮所受的摩擦力方向如果问自行车是怎样前进的？很多同学都会说这个问题太简单了，“因为人用力蹬，所以车向前进”.实际上如果找一辆可以三点支撑的自行车（如图1），支起它的后撑脚，用手摇动脚踏使后轮转动起来，发现自行车是丝毫不前进的.所以自行车后轮还必须与地面接触才能前进.那为什么后轮着地时蹬车车就能前进呢？当我们骑在自行车上时，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力.那么这个摩擦力的方向是什么呢？这里结合图示加以受力分析.首先，当脚对脚蹬施加向下的作用力F时，链条带动飞轮向前（本文中是以向右为前，向左为后）转动，从而带动后轮沿顺时针方向转动，如图2箭头所示.此时后轮相对于地面有向后的运动趋势，如图3的箭头所示.根据静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反，所以地面对后轮产生了向前的静摩擦力f，从而推动自行车能够前进，这就是自行车前进的动力，如图4所示.所以我们把自行车的后轮称为主动轮，而把前轮称为从动轮，是“被迫”旋转的，起辅助行驶和辅助平衡的作用.那前轮此时是否受到摩擦力呢？答案是肯定的.因为此时地面对后轮产生了向前的静摩擦力，使自行车向前运动起来，此时前轮相对于地面向前滚动，如图5箭头所示.而且地面又是粗糙的，所以前轮受到了地面的滚动摩擦力.根据摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反，所以地面对前轮产生的滚动摩擦力f的方向是向后的.如图6的箭头所示.那么前轮所受滚动摩擦力有什么用？是用来阻碍自行车的运动的，其方向与自行车前进方向相反.正是这两个力大小相等、方向相反，所以自行车能够做匀速直线运动.2.当停止踏动脚踏板时车轮所受的摩擦力方向当停止踏动脚踏板时，链条和外套都不旋转，但整辆自行车由于具有惯性仍然保持向前运动的状态，此时前轮和后轮都相对于地面向前运动，如图7箭头所示.因此地面对前轮和后轮都产生向后的滚动摩擦力f，如图8箭头所示.由于摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反，根据力可以改变物体的运动状态，所以自行车处于减速状态.3.刹车时车轮所受的摩擦力方向刹车时，刹皮与车圈间的摩擦力属于滑动摩擦力，阻碍后轮沿顺时针转动方向转动.因为接触面所受压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力就越大.如果此时手握刹车把手压力越大，刹皮对车圈的压力就越大，产生的摩擦力也就越大，后轮就转动得越慢.如果完全刹死，这时后轮与地面之间的摩擦就变为滑动摩擦（原来为滚动摩擦，方向向后），强大的滑动摩擦力f 的方向与自行车前进方向相反（如图9箭头所示），阻碍了自行车的运动，使自行车迅速减速（或迅速停止运动）.4.人通过走路推动自行车行驶时车轮所受的摩擦力方向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.示意图如图8所示.那谁和这两个力平衡呢？脚对地面向前的摩擦力.通过对自行车上的摩擦现象的再认识，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，体会到物理知识和社会生活有着密切的联系.。
对自行车前后轮受摩擦力方向的研究
对自行车前后轮受摩擦力方向的研究曾小娟自行车能前进靠的是地面的摩擦力。
我们要了解自行车的运动原理，首先就要了解当我们骑自行车沿直线正常前进时，地面对车轮的摩擦力情况。
用怎样的方法，能够判断出地面对车前后轮的摩擦力方向呢?在研究性学习课中，学生以此为课题进行了多次实验研究。
以下是我总结出的几种实验判断方法，非常有趣和有效。
一、“主动、从动轮”直接判断法观察普通的自行车，后轮胎是主动轮(它与踏板轴的链条连接)，是能“主动”旋转的轮子，是使得自行车前进的“动力之源”：而前轮是从动轮，是“被迫”旋转的，起辅助行驶和辅助平衡的作用。
主动轮受地面摩擦力方向是与车运动方向相同(向前)，从动轮受地面摩擦力方向是与车运动方向相反(向后)。
可以用人主动走路和被别人推着向前移动,地面给脚的摩擦力方向举例,让学生便于理解.二、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。
三、“胶布卷边”判断法在车的前、后橡胶轮胎外侧(轮胎上能够反复接触到地面的部位)各牢牢贴上一块医用胶布，在自行车向前行驶一段路程后，我们检察胶布，发现后轮所贴胶布是先挨地的一端起了卷边，而前轮所贴胶布是后挨地的一端起了卷边。
可以想到，因为地面对后轮具有方向向前的摩擦力，对前轮具有方向向后的摩擦力，所以才有这样的结果。
四、“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。
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。
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
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。
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。
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。
关于自行车上的力学知识的调查研究报告[汇编]
![关于自行车上的力学知识的调查研究报告[汇编]](https://img.taocdn.com/s3/m/c3baa5d8e109581b6bd97f19227916888586b961.png)
关于自行车上的力学知识的调查研究报告[汇编]一、车轮部分的力学知识车轮作为自行车的关键部件之一，起到支撑车身、传动动力和带动车辆前进的作用。
而其中的力学知识可以从以下角度来探究：1.车轮的结构和材料：车轮通常由轮辋、轮带和轮轴组成，不同材质的轮辋和轮带会影响车轮的强度以及重量。
此外，轮轴的精度也会影响车轮的转动效率。
2.车轮的滚动阻力：旋转的车轮会产生滚动阻力，这是由于轮胎与地面接触面积的非常小，通过分子间力的作用产生接触面积内的阻力而引起的。
减小滚动阻力可以提高车辆的效率，一般采用降低摩擦力、降低轮胎膨胀压力和改善路面状况三种方式。
3.惯性和转动力矩：车轮旋转时会产生惯性和转动力矩，惯性是由于牛顿第一定律给出的物体具有继续沿着初始方向运动的倾向，而转动力矩则是由于重力、摩擦力和空气阻力等力的作用而产生的。
车架是组成自行车的基本骨架，不同形状、重量和材料的车架都会影响自行车的性能。
车架部分的力学知识主要包括以下方面：1.材料：常见的车架材料有铝合金、碳纤维、钢铁等，不同材料的车架具有不同的强度和重量。
2.刚度和柔韧性：车架的强度和耐用度取决于其刚度，而柔韧性则是在路况不稳定的情况下车架吸收震动的能力。
3.应力分布：车架在行驶中会受到复杂的载荷作用，合理的结构设计和材料选择可以有效地分散载荷并提高车架的韧性和抗压性。
齿轮系统是自行车转化脚力为推动力的关键部分，不同的齿轮比可以让骑车者在不同的路况下轻松掌控车速和运动状态。
其力学知识主要包括：1.力矩：齿轮系统是通过脚蹬传递力矩来转速的，力矩的大小取决于脚蹬的长度和力度。
2.齿轮比：齿轮比是齿轮系统中齿轮号码比例的大小，影响骑车者的输出功率和牵引力大小，是合理齿轮选择的重要参考因素。
3.链条和齿轮间的接触：由于链条和齿轮间接触面积小，因此会产生摩擦力和磨损。
有效控制链条的张力和保持清洁可以减少齿轮系统的磨损和精度降低。
综上所述，自行车从设计到制造的整个过程都涉及到丰富的力学知识。
研究性学习结题报告课题 研究自行车中的摩擦力问题
研究性学习结题报告:课题:研究自行车中的摩擦力问题课题组成员:初二（1）（2）班第一小组:李美丝、陈雅茹、洪珊珊、王俊、赖明雅、张曙曙、洪婷婷、蔡锡炜指导老师:苏享光一、问题的提出目前，世界环境日益遭到破坏。
随着地球气温的升高，人们便开始关注大气污染，而交通工具尾气排放又使之愈演愈烈。
因此，自行车变成了最为环保的“绿色交通工具”。
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，了解市场上的自行车，使人们对自行车有个了解。
我们课题组成员通过研究自行车中的力学，查阅资料，数据计算，目的就在于探索自行车中零件是如何搭配，以及其工作原理。
对于自行车的研究，不仅可以拓宽我们的知识面，培养我们的动手能力，以及发现一些以前未曾知道的现象，提出一些适当的建议，近而减少交通事故的发生。
我们也希望将课本上学到的物理知识应用到实际中去，增强我们的各方面的能力。
至于研究中出现的困难，我们一定努力克服，这也有利于我们能力的提高。
二、研究的目标1、弄清自行车的构造，彻底分析自行车中的摩擦力问题，分析如何减小有害摩擦和如何增大有益摩擦2、设想出更加轻便、快速、高效、造价低廉的自行车。
三、研究的方法1、研究对象市场上的自行车2、研究方向摩擦，包括车胎与地面、刹车与车胎之间。
3、研究步骤：（1）实地考察（2）收集资料（3）进行实验4、小组成员交流5、得出结论6、提出设想四、研究的结果与分析〈一〉摩擦摩擦力就是接触阻碍或帮助物体运动的力。
它是一种接触的力，它的大小与接触面压力的大小和接触面的粗糙程度有关，它包括静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦。
当你用一个力推自行车，因力较小，自行车尚未滑动，这个力可以说是静摩擦力。
那根据以上所得，在压力相同的情况下，摩擦阻力越小，小车滑得越远，但不是摩擦越小越好。
自行车中的物理知识-课题研究
2、车轴处滚珠的作用，车轴处为什么经常上润滑油？
3、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
3、惯性方面
说一说，当骑自行车前进时遇到紧急情况需要紧急 刹车时你是怎么做？为什么？
当骑自行车前进时，若紧急刹车，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。
轮有39齿，C轮有18齿，D轮有13齿，则 ( BD)
A．该车可变换两种不同挡位 B．该车可变换四种不同挡位 C．当B轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωB：ωD=3：1 D．当B轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωB：ωD=1：3
2、摩擦
2、摩擦
1、仔细观察轮胎、车把套、脚踏板讨论它们的设计特点 及意图？
车座
自 行 车 的 构 成
后轮
转向 装置
传动 装置
刹车 装置
前轮
车架
自行车的构成
自行车中的物理知识有哪些？
1、运动力学方面
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。
A CB
讨论： 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮中的质点都在做圆周运 动。哪些点运动得更快些？
变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图所示 是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B
某电动自行车以5m/s的速度沿水平路面匀速行驶时， 电动机输出的有用功率是180 W。求： • ⑴电动机10s内对自行车做的功； • ⑵电动自行车匀速行驶时受到的阻力
• 本节课你有哪些新的收获？还有什么疑 惑？
从以下课题中选择你感兴趣的继续研究
自行车前后轮的问题
从动轮和驱动轮在行驶的时候受到的力的作用效果不一样，从动轮受到的推力作用在轮子的轴线上，力的作用效果使轮子平动，如果地面绝对光滑，轮子就在地面上滑动，和地面接触的点相对于地面有向前运动的趋势，所以如果地面粗糙，受到的摩擦力向后，而且由于力的方向不通过轴心，所以拉动轮子转动驱动轮的轴由于驱动齿轮结构，驱动时受力的作用效果是使轮子转动，和地面接触的点相对于地面有向后运动的趋势，如果地面绝对光滑，轮子就会在原地打滑，如果地面粗糙，受到的摩擦力是向前的。
简单的说就像人的行走，奔跑用钉子鞋一样有向后“耙地”，所以受到的摩擦力向前。
最好分析的时候准备地排车轱辘，玩具四驱车结合实验最好！baidu搜索的解释：自行车与汽车相类似，当后轮吃到动力--自行车是用脚蹬踏脚板，汽车是靠发动机传来的动力，使后轮向前进方向转动，它们的轮子在与地面的接触处，相对于地面的运动方向是向后的，这样一来，地面对车轮产生了一个阻碍车轮向后滑动的而方向向前的摩察力，正因为有了这个摩察力，才使得自行车也好，汽车也好能够前进，如果你把车子的后轮填高让它离开地面，你用再大的劲去蹬踏板，后轮转得再欢，车子也不会前进半步，所以后轮受到的方向向前的摩擦力其实质是驱动车子前进的动力；那么前轮的情况如何呢？设想把前轮，用刹车制动，即不让它转，这样由于车身前进，它将跟车身一起向前滑动，于是前轮跟地面的接触点相对地面有向前滑动的趋势，这样的话，地面对前轮产生了一个阻碍车轮向前滑动的方向向后的摩擦力，也正因为前轮受到方向向后的摩擦力，所以前轮才转动了起来。
再有，一旦后轮的动力切除，后轮的情况变得跟前轮的情况一样，所受的摩擦力方向马上变成了向后，对这一点也应引起注意。
当被问起自行车在运动过程中，前后两轮受到的摩擦力方向如何时，有同学回答说两轮方向一致，且都向前，因为前后两轮转动方向一致，所以地面给它们的摩擦力都向前。
此话乍说觉得有道理，可实际分析起来却并非如此。
自行车上的物理知识：力学、摩擦力与简单机械
自行车上的物理知识：力学、摩擦力与简单机械自行车作为一种古老而又现代化的交通工具，不仅令人们便捷地移动，同时也蕴含着丰富的物理知识。
在自行车骑行的过程中，各种力的作用、摩擦力、简单机械原理等物理现象都得到了充分展现。
通过探讨自行车上的物理知识，我们能更好地理解自身周围的运动世界。
力学在自行车上的应用自行车骑行时，人的脚踩踏板向下施加力量，这一动作将力传输到链条上，进而推动后轮转动，车辆前进。
这个过程中涉及到了牛顿第三定律——作用力与反作用力相等。
当骑车者踩踏板时，脚对踏板的作用力会产生一个反作用力，从而推动踏板向下运动。
其次，在自行车行驶过程中还会出现阻力，如空气阻力、滚动摩擦力等，这些阻力会使自行车行驶时速度减缓。
摩擦力对自行车的影响摩擦力是自行车行驶过程中不可忽视的物理现象。
在自行车骑行中，最主要的摩擦力是轮胎与地面之间的滚动摩擦力。
轮胎的胎面与地面接触时，会受到来自地面的反作用力，这种反作用力阻碍了轮胎的滚动，使车速减慢。
为了减小摩擦力，人们通常会使用充气适当的内胎和润滑的链条，以降低滚动和链条传动时的摩擦损失。
自行车中的简单机械原理自行车本身也涉及到了简单机械的原理。
比如，自行车的链条传动系统利用了简单的齿轮原理，踏板上的齿轮通过链条传递动力到后轮上的齿轮，从而推动自行车前进。
另外，自行车的刹车系统也是利用了简单机械原理，通过摩擦将刹车片压缩到车轮上，减缓车速。
这些简单机械原理的应用使得自行车在设计上更加可靠和高效。
在自行车上的物理知识既丰富又实用，通过深入探讨自行车骑行背后的物理原理，我们能更好地理解动力学和机械学的基本原理。
自行车的设计不仅便捷出行，同时也蕴含着不少值得思考和探索的物理学知识。
通过学习自行车上的力学、摩擦力和简单机械原理，我们可以更好地理解日常生活中的物理现象。
摩擦力方向的问题分析与研究
摩擦力方向的问题分析与研究[摘要] 关于摩擦力的方向问题，一直是中学生学习中的一个难点。
如何突破这个难点，也一直是困扰中学物理老师的一个难题。
本文作者分情况对滑动摩擦力、静摩擦力和滚动摩擦力的方向问题进行了系统、全面的分析和论证。
特别是对滚动摩擦力的方向问题，以自行车的前后轮为例进行了深刻的剖析和延展。
本文中所举的例子主要是理论分析，也可以用实验进行演示和验证。
[关键词] 摩擦力；滑动摩擦力方向；静摩擦力方向；滚动摩擦力方向。
摩擦力是发生在相互接触、存在压力、表面粗糙、发生相对运动（或者有相对运动的趋势）的两个物体之间的阻碍物体相对运动（或者趋势）的力。
摩擦力分为滑动摩擦力、静摩擦力和滚动摩擦力三种。
下面我就这三种摩擦力的方向问题分别进行阐明。
一、滑动摩擦力的方向滑动摩擦力产生在两个相对滑动的物体之间。
下面针对不同情况举例进行说明。
1、水平地面上一物体A在水平拉力F作用下向右滑动，它相对于地面向右运动，所以它受到的摩擦力方向水平向左。
2、水平地面上正在向右运动的物体撤去水平拉力作用时，由于惯性会继续向右滑行，受到的摩擦力方向向左。
以上两种情况由于相对滑动的方向很明确，所以摩擦力的方向的判断比较容易。
3、将物体B放在水平向右运行的传送带上先加速再匀速最后因传送带停止运行使物体减速运动到静止。
第一阶段：向右加速，由于物体向右的速度小于传送带的速度，以传送带为参照物，物体B向左滑动，所以滑动摩擦力方向向右。
这也印证了“力是改变物体运动状态的原因”这种说法，此时摩擦力是物体加速向右的动力。
第二阶段：当物体B的速度达到传送带的速度时，物体B和传送带一起向右作匀速直线运动。
此时由于物体B和传送带速度相同，物体B相对于传送带保持相对静止，物体B与传送带之间没有相对运动，所以它们之间就没有摩擦力。
这也印证了“运动不需要力维持”的道理。
第三阶段：切断电源，传送带停止运行，物体B由于惯性向右减速滑行到最后静止。
这个过程传送带速度为零，物体B速度不为零，物体B的速度大于传送带的速度，物体相对于传送带向右运动，所以物体B受到的摩擦力方向向左。
分析自行车上的摩擦力
如果 问 自行 车 是 怎样 前 进 的 ？很 多 同 学都会 说这个 问题太 简单 了 ． “ 因 为 人 用
力蹬 ， 所 以 车 向前 进 ” ． 实 际 上 如 果 找 一 辆
可 以三 点 支 撑 的 自行 车 （ 如图 １ ） ， 支 起 它 的后 撑 脚 ，用 手 摇 动 脚 踏 使 后 轮 转 动 起 来， 发 现 自行 车 是 丝 毫不 前 进 的 ． 所 以 白行
那 为 什 么 后 轮 着 地 时 蹬 车 车 就 能 前
进 呢 ？ 当我 们 骑 在 自行 车 上 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 力 ． 那 么 这个 摩 擦 力 的方 向是 什 么 呢 ？这里 结 合 图示 加 以受 力 分 析 ． 首先 ， 当脚 对 脚 蹬 施 加 向 下 的 作 用 力
部 位 方 法
两
图 １
叠
图 ２
刹 车 皮 一般 选择 耐磨 的材料 ．例如 刹 车 装 置 橡胶 材 料 制造． 通过 握 紧刹 车把 增 大 刹 车 皮 对 车 轮 的 压 力 来 增 大 摩 擦 力， 从 而 阻 碍 车 轮 的 转 动 自行 车 的 链 条 在 传 动 时 与 前 后 齿 轮
链 条与 之 间都有 摩 擦 ， 如 果链 奈 太松 弛 ， 会 齿 轮 之 间 产生 链 条打 滑 的 现 象 ．所 以适 当调 紧链 条也 是 通过 增 大压 力达 到 增 大 链 条 与齿轮 之 间 的有 益摩擦 的 目的
螺 丝与 自行 车上 用来 固 定零 件 的螺 丝 和 螺
地 面 向前 运 动 ， 如 图 ７箭 头 所 示 ． 因 此 地 面
课题：观察分析自行车上增大和减少摩擦的方法
课题:观察.分析自行车上增大和减少摩擦的方法组长:刘逸维组员:陈谦黄万发谭悦华李东刘庄杰郑宁迅李敬祥我们的课题是观察.分析自行车上增大和减少摩擦的方法,现在,我们先来认识一下自行车.自行车是中国老百姓最常用的交通工具.自行车，又称脚踏车或单车，是通常二轮的小型陆上车辆。
一般以人骑上脚踩踏板驱动。
英文bicycle的bi意指二而cycle意指轮。
在中国大陆、台湾、新加坡，通常称为“自行车”或“脚踏车”，在香港、澳门则通常称为“单车”。
很多国家和地区认为自行车是车辆，常常要求适当配备甚至是要向政府相关部门登记领取车牌后始得上路。
有些地方要求夜间行车时自行车要使用车灯。
中华人民共和国的交通法规将自行车列为一种非机动车。
在香港，自行车属于“非机动车辆”，无须领有牌照，但在路上行驶时，须遵守和机动车辆一样的交通规则。
车体部分：包括车架、前叉、车把、鞍座和前叉合件等，是自行车的主体。
传动部分：包括脚蹬、曲柄、链轮、链条、中轴和飞轮等，由人力踩动脚蹬，通过以上传动件带动车轮旋转，驱车前行。
行动部分：即前后车轮、包括前后轴部件、辐条、轮辋（车圈）、轮胎等。
安全装置：包括制动器（车闸）、车灯、车铃、反射装置等。
根据需要，还可增加一些附件，如支架、衣架、保险叉、挡泥板、气筒等。
另外，装有变速机构的运动车、竞赛车、山地车等还装有变速控制器和前后拨链器等。
自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件中，其基本部件缺一不可。
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、牙盘、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。
浅谈自行车中的摩擦力
学科代码：学号：0217本科毕业论文（设计）题目：浅谈自行车中的摩擦力学院：理学院专业：物理学班级： 2011级学生：吴昌宾指导教师：201年月日目录目录 (Ⅰ)摘要............................................................ I I 关键词........................................................... I I 0引言.. (1)1自行车车轮的摩擦力 (1)2自行车的刹车装置的摩擦力 (3)3钢珠的摩擦力 (3)4自行车车把套、脚踏板以及刹车块 (4)5自行车的行驶过程中的摩擦力 (4)6自行车是怎样利用摩擦运动和停止的 (5)7自行车上增大有益摩擦，减小有害摩擦的方法 (6)8 结论 (7)参考文献 (7)浅谈自行车中的摩擦力吴昌宾（学院继续教育学院，2011级物理学 556011）摘要：自行车是人们最常见的交通工具，在自行车存在着各种摩擦力，本文首先从自行车的结构出发，分析自行车中各部分所受到的摩擦力。
紧接着分析自行车运动时摩擦力的情况，之后是自行车怎样利用摩擦运动和停止的，最后自行车上增大有益摩擦，减小有害摩擦的方法。
通过对自行车中摩擦力的分析，了解到物理在生活中有着重要的作用，对今后的学习生活给予帮助。
关键词：自行车;运动；摩擦力bicycle in frictionwuchangbin(Kaili University, Guizhou Province, Postal code: 556011))Abstract: the bicycle is people the most common transport, in cycling by various friction, first from bicycle structure, the author analyzes each branch by bicycle in friction, then analyzes the situation when cycling friction, again then bicycle is how to make use of the friction movement and stop, on the bike, increase friction, reducing harmful beneficial friction method. Through the analysis of bicycle friction, learn physics in life, plays an important role in future study life to help.Keywords: bicycles, friction0 .引言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础的运动形态。
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对自行车前后轮受摩擦力方向的研究
徐晶晶湖北省黄石市第七中学辅导教师徐艳红
摘要
在研究性学习课中，我在徐艳红老师指导下进行了对自行车前后轮受地面摩擦力方向的实验研究，经过反复的实验探索和思考，我总结出六种有趣有效的判断方法，并充分认识到摩擦力方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。
自行车能前进靠的是地面的摩擦力。
我们要了解自行车的运动原理，首先就要了解当我们骑自行车沿直线正常前进时，地面对车轮的摩擦力情况。
用怎样的方法，能够判断出地面对车前后轮的摩擦力方向呢?在研究性学习课中，我们以此为课题进行了多次实验研究。
以下是我们总结出的几种实验判断方法，非常有趣和有效。
一、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。
二、“沙中受阻”判断法
让一个同学骑自行车在操场上的跳远沙坑中行驶，由于沙较深(约15cm)，车轮会陷入沙中使行车困难，当车停止向前运动以后，由于骑车人继续奋力蹬车，旋转的后轮使它底下的沙子不断向后甩出，可见后轮对地面的摩擦力方向是向后的，根据牛顿第三定律，当然地面对后轮的摩擦力方向是向前的。
我们还观察到，车受阻后，前轮并不转动，可见它的情况与后轮不一样：自行车行驶时，前轮受到地面给它的摩擦力方向是向后。
三、“胶布卷边”判断法
在车的前、后橡胶轮胎外侧(轮胎上能够反复接触到地面的部位)各牢牢贴上一块医用胶布，在自行车向前行驶一段路程后，我们检察胶布，发现后轮所贴胶布是先挨地的一端起了卷边，而前轮所贴胶布是后挨地的一端起了卷边。
可以想到，因为地面对后轮具有方向向前的摩擦力，对前轮具有方向向后的摩擦力，所以才有这样的结果。
四、“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。
五、车轮“长”毛设想法
如果将软毛的刷子有毛的一面朝下，在桌面上拖动，那么软毛伏倒的方向，就能表明毛刷受摩擦力的方向。
设想自行车前、后轮表面“长”满一圈短短的绒毛，那么这些绒毛在地面摩擦力作用下会倒向哪个方向呢?可想而知，前轮上一圈毛倒伏方向与后轮上一圈毛倒伏方向相反，如图1所示。
实验结果是否与图1相符呢?(本文为叙述方便，将后轮的毛倒伏方向称为顺时针方向，前轮的毛倒伏方向称为逆时针方向。
)
1．我们用万能胶将两小块毛皮都按顺时针的毛方向分别粘牢在自行车前、后轮上。
经过骑一段路程后发现，后轮顺时针的毛依然服帖，而前轮上原来顺时针的毛显出不那么服帖。
2．我们用万能胶将两小块毛皮都按逆时针的毛方向分别粘牢在自行车前、后轮上。
经过骑一段路程后发现，这次是前轮逆时针的毛依然服帖，而后轮上原来逆时针的毛显出不那么服帖。
两次实验结果印证了设想的图1的结果，说明了自行车前、后轮受到地面摩擦力方向分别是向后和向前。
六、“主动、从动轮”直接判断法
观察普通的自行车，后轮胎是主动轮(它与踏板轴的链条连接)，是能“主动”旋转的轮子，是使得自行车前进的“动力之源”：而前轮是从动轮，是“被迫”旋转的，起辅助行驶和辅助平衡的作用。
主动轮受地面摩擦力方向是与车运动方向相同(向前)，从动轮受地面摩擦力方向是与车运动方向相反(向后)。
以上六种方法，是我们在开展研究性活动课中，通过自己观察实验得出来的。
用类似的方法，我们还研究了汽车行驶时前、后轮受地面摩擦力的方向，人行走时前、后脚受地面摩擦力的方向等等，充分认识到摩擦力方向与相对运动或相对运动趋势方向相反。
开展研究性学习，既有趣又有效，同学们开动脑筋，思维活跃，比坐在教室里光是听老师讲效果要好得多，我们的思维能力和创新能力得到很大的提高。