浅谈自行车中的力学修订稿
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。
自行车中的力学
自行车中的力学
自行车是一个力学系统。
它由许多不同的力学元素组成，这些力
学元素包括：
1. 车架：车架是一种框架结构，支持其他力学元素，如车轮，
刹车和变速器等。
它还需要承受来自路面的各种振动和冲击力。
2. 车轮：车轮由胎、辐条和轮辋组成。
它们提供了车辆前进的
主要动力，并且必须能够承受弯曲、变形和以各种角度施加的力。
3. 刹车：刹车是一种力学组件，用于减缓或停止自行车的运动。
它们通常使用摩擦力来减速车轮。
4. 变速器：变速器允许自行车骑手根据需要改变齿轮比。
这些
齿轮比决定了车轮的转速和力矩。
5. 音箱：音箱是自行车的发动机盖，通过保护发动机和其他内
部元素，保护自行车的框架。
它们也必须能够承受风阻和其他外部力。
以上这些元素都是通过不同的力学定律和原理来工作。
例如，弹
性力、摩擦力、牛顿第二定律等。
骑手的力量和姿势也会影响自行车
的运动，这也是力学中的一个重要因素。
自行车中的力学
自行车中的力学自行车作为一种常见的交通工具，是人们日常生活中不可或缺的一部分。
它的运动原理涉及到力学的许多基本概念和定律。
在这篇文章中，我们将探讨自行车中的力学原理，并解释为什么自行车可以保持平衡和行驶。
一、平衡和稳定性自行车的平衡和稳定性是基于力学原理的。
当我们骑自行车时，我们必须保持身体的平衡，以防止摔倒。
这是因为在自行车行驶过程中，重心的位置对于平衡非常重要。
当我们骑自行车时，我们的身体重心位置相对于自行车是不断变化的。
当我们向一侧倾斜时，我们会改变自行车和身体的重心位置。
这会导致一个向另一侧倾斜的力矩，使自行车向另一侧转动，从而保持平衡。
自行车的稳定性还与它的轮距和重心高度有关。
较大的轮距使自行车更加稳定，而较低的重心高度则有助于保持平衡。
这就是为什么骑手在高速行驶时更容易保持平衡的原因。
二、骑行动力的产生自行车的骑行动力来源于骑手脚踏板的力量。
当骑手踩下脚踏板时，通过脚的力量向下施加压力，这会使自行车向前推进。
这是由于牛顿第三定律的作用：作用力与反作用力大小相等、方向相反。
当骑手踩下脚踏板时，骑手的脚向下施加了一个作用力，而地面则向上施加了一个反作用力。
根据牛顿第三定律，这个反作用力会推动自行车向前移动。
自行车的齿轮系统也对骑行动力的产生起到了重要作用。
通过改变齿轮的组合，骑手可以调整骑行的难度和速度。
较小的齿轮组合使骑行更容易，但速度较慢；而较大的齿轮组合则需要更大的力量，但可以实现更高的速度。
三、阻力和制动在自行车行驶过程中，还会遇到阻力的影响。
阻力可以分为空气阻力、摩擦阻力和重力阻力等。
空气阻力是自行车在高速行驶时所面临的主要阻力。
当自行车移动时，空气会对自行车产生阻力，使其前进速度减慢。
为了减小空气阻力，骑手可以采取一些措施，例如降低骑行姿势、穿着紧身服装等。
摩擦阻力是自行车在轮胎和地面之间产生的阻力。
这种阻力会消耗骑手的能量，并使自行车行驶速度减慢。
为了减小摩擦阻力，骑手可以保持轮胎的良好状态，减少地面的不平坦程度等。
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。
浅析自行车与力学的关系
浅析自行车与力学的关系作者：刘畅来源：《科教导刊》2012年第32期摘要自行车是一种很常见的交通工具，很多学生每天都使用它。
但事实上我们并不很了解它的结构和原理等。
笔者做了一些研究，以了解一些原则的机制，也是为了丰富物理方面的知识。
通过实验和查询信息之后我掌握了其中的一些奥秘。
关键词自行车摩擦杠杆压力和压强弹性中图分类号：O311 文献标识码：A1车型构造从整个车身来看，自行车的骨架采用了三角形结构，此结构具有稳定性，不易变形，并运用了空心管材料，既坚固轻便又美观大方。
车身下方有大小不同的两链盘。
后轮轴心处一般安有一脚撑，停放车时可助车斜立起来。
车的前后各有一轮胎，前轮与车头相连，用于控制方向；后轮与后链盘相连，骑车时是全车的驱动轮。
以前两车轮的轮圈是钢制的，现在一些自行车改用铝合金做轮圈，与钢相比，铝合金既不易生锈，又减轻了车身的重量，更耐用。
2研究出关于自行车的力学问题2.1摩擦力2.1.1起动力作用的摩擦自行车两车轮上都安有左右两刹车皮，小组成员通过查阅资料得知：刹车皮是采用动磨擦因数很大的橡胶制成；而且为了增大摩擦力，刹车皮上都有一些花纹（小组成员通过实验证明了这一点）。
当人刹车时，刹车皮紧紧压在钢圈上，由f（最大静摩擦力）=F（压力），采用具有很大动摩擦因数的刹车皮与钢圈接触，当N增大时，使得摩擦力迅速增大，轮胎由相对地面的滚动变为滑动，由于滑动摩擦力远大于滚动摩擦力，实现了使车及时停下来。
但由牛顿第一定律（即惯性定律）可知，由于车原先具有一定的速度，所以刹车后仍会向前运动一段距离。
车的手把、踏板和外胎的设计原理与刹车皮相仿。
车外胎、手把一般也采用有花纹的橡胶制成，手把的设计使骑车的人能更好地握紧车头而更安全地控制车向。
踏板一般采用有粗糙花纹的塑料制成。
那为什么踏板要用塑料制而不是更为粗糙的橡胶呢？这是因为橡胶质软，虽然在相同条件下其最大静摩擦力一般远远大于塑料，但无法支撑脚对它的压力而发生形变。
自行车的力学性能与骑行效率研究
自行车的力学性能与骑行效率研究自行车是一种简单而实用的交通工具，具备较高的可持续性和环保性，因此备受人们喜爱。
而自行车的力学性能是影响骑行效率的重要因素之一。
本文将研究自行车的力学性能对骑行效率的影响，并探讨如何提高自行车的骑行效率。
一、自行车的力学性能1. 动力传输自行车骑行的动力主要来自骑手施加在脚踏板上的力量，该力量通过传动系统传输到车轮上推动自行车前进。
传动系统包括齿轮、链条和脚踏板等。
优秀的动力传输系统可以最大限度地将骑手施加在脚踏板上的力量转化为车轮上的推进力，提高骑行效率。
2. 空气阻力空气阻力是自行车骑行过程中必须克服的一个力学性能。
当自行车以一定速度前进时，车体与空气之间会产生阻力，阻碍自行车的前进速度。
减小空气阻力的方法包括改善车体设计、采用流线型的车身外观以及骑手采取合理的姿势等。
3. 滚动阻力自行车轮胎与地面接触时，会产生滚动阻力。
滚动阻力受到轮胎材质、胎压、地面情况等因素的影响。
合理选择轮胎，并保持适当的胎压，可以减小滚动阻力，提高骑行效率。
二、自行车的骑行效率1. 骑行速度骑行速度是衡量自行车骑行效率的一个重要指标。
骑行速度受到动力传输、空气阻力和滚动阻力的共同影响。
优化动力传输系统、减小空气阻力和滚动阻力，可以提高自行车的骑行速度。
2. 能源消耗自行车骑行时，骑手需要消耗能量来提供推动力。
能源消耗受到动力传输效率和骑行速度的影响。
提高动力传输效率和骑行速度，可以降低骑行时的能源消耗。
3. 人体舒适性自行车的力学性能也会影响骑行时的人体舒适性。
例如，减小空气阻力可以降低骑行时的风阻感，改善骑行过程中的舒适度。
三、提高自行车骑行效率的方法1. 优化车辆设计改善自行车的车身设计，采用流线型的外观，减小车辆与空气的阻力，提高骑行效率。
同时，选用轻量化的材料制作车架，减轻车身重量，降低滚动阻力。
2. 合理调整车辆组件调整自行车的动力传输系统，确保链条紧凑、齿轮匹配合理，提高动力传输效率。
浅谈自行车中的力学
浅谈自行车中的力学公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]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。
浅谈自行车与力学知识的复习
①测量跑道 的长度 ： 根据圆的周长计算公式 ｓ ｄ 出 自行 ＝ 算 车的圆周长 （ 自行车普通车 轮的直径约为 ０ １ ． 米或 ０ ６ ） ７ ． 米 。然 ６ 后， 让车沿着跑道滚动 ， 记下滚过的圈数 Ｎ， 则跑道长为 ＮＸ１ｄ Ｔ ② 测定 自行 车的车速 ： 脚蹬一分钟转 ３ 圈 ， Ｏ 如果 中轴上大齿 轮有４ 个齿 ， ８ 后轮小齿轮有 ２ 个齿 ， ０ 车轮直径有 ０６ｍ。 ． ６ 则 ：分 钟 内 主动 轮 后 轮 转 的 圈 数 Ｎ ４ Ｘ３ ／ ＝ ２ 转 ） １ ＝ ８ ０２ ７ （ ０ 后轮在地面上滚动的距离 ｓ ｄ ＝ ． ． ７ ＝ ４ ． ＝ Ｎ ３１ Ｘ ６ Ｘ ２ １９３ ４ ０６ ｍ 自行 车行 驶 的速 度 Ｖ Ｓｔ１９ ｍ ６ ｓ２ ｍ ｓ８９ｋ ／ ＝ ／ ４ ． ／０＝ ． ／ ． ｍｈ ＝ ３ ５ ＝ ６
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浅谈 自行 车与力学知识 的复 习
黄 丽萍
本文从 学生熟悉的 自行 车谈起 ， 自行 车与力学 就 摘要 ； 力学知识是初 中物理复 习的重 点和难点 。为 了提 高学生学习物理的兴趣 ，
④而在刹车的同时 ， 车胎变滚动为滑动来增 大摩擦 。
第二 ， 减小有害摩擦 。 ① 用滚 动摩擦 代 替滑 动摩 擦则 可 以减 小很 大一部 分摩 擦 力 。因此 自行车轴与轴皮之 间装有滚珠变滑动摩擦 变为滚动摩 擦。 ②在摩擦面之间加润滑油。 自行车 中轴 ， 轴 ， 后 车把轴 ， 脚蹬 轴 等各 种需 要转动 的地方 ， 经常加润 滑油减小摩擦 ， 把接触面用 油膜分开这样就可以使摩擦力变得 更小 。 第三 ， 摩擦力 的方 向。 与物体相对运动方向或相对运动趋 势的方 向相反 。 自行车前进靠 的是后 轮 ， 轮是 主动轮受到摩擦力 向前 ， 后 是 自行 车前进的动力 ， 前轮受到 的摩擦 力方向 向后 ， 自行车前进 是 的阻力 ； 然而 ， 当人们在地上推 自行 车前进 时 ， 前轮和后轮 的摩擦 力方 向则都 向后 。 刹 车时 ， 如果 完全刹死 ， 自行车靠惯性前进 时 ， 后轮不 转动 ， 前后轮受到 的摩擦力方 向均 向后。
自行车中的力学原理
自行车中的力学原理作者：赵苒晨来源：《魅力中国》2018年第08期自行车作为日常生活常见的交通工具，它具有结构简单、使用方便等诸多优点。
我通过仔细观察自行车，却发现看似简单的自行车上面，却隐含着丰富的物理学知识。
于是我怀着极大的兴趣开始认真的观察起自行车来，从自行车的结构设计到使用过程，我进行了认真的分析研究，并且在图书馆和网络上面查阅了部分相关资料。
我针对自行车中各个部件的设计所涉及的力学原理进行了归纳总结，并且联系我们中学学习到的物理相关知识进行了简单的分析。
通过分析，我按照所主要涉及到的物理力学知识进行分类如下：一、与摩擦力相关的部件设计（一）为了增大摩擦力，在轮胎、车把套、刹车盘、脚踏板、车座下的坐杆上面都设计的有各种花纹，这样通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
（二）为了减小摩擦力，在车把、前后轴、中轴、脚踏板、飞轮等转动部件中需要经常滴加润滑油，这样就达到了减小接触面的粗糙程度的目的。
另外这些转动部分设计的都有滚珠，通过利用滚动摩擦比滑动摩擦小的多的原理减小了摩擦力。
二、与共点力平衡相关的结构设计自行车的前后车架均采用三角形设计，车架作为主要的受力部件，这种设计利用了三角形三个角顶端受力后相互平衡，使自行车能够承受较大的压力。
另外，停放时车支架和两个轮胎可以构成三角形；骑行时两手压在车把上和臀部坐在车座上构成三角形；脚踏板和车座及车把构成三角形。
这样设计就利用了三角形稳定性和三点合力与重力平衡的原理。
三、与杠杆原理相关的部件设计自行车的刹车把、车把、脚踏板连接的曲柄、变速器调节手柄、车铃柄均是省力杠杆，通过这些设计，实现了人们能够用较小的力来获得较大的力。
四、与压强相关的部件设计自行车的车座、脚踏板设计的比较宽大，大多数螺母的下面加的有垫圈，这样设计的目的就是通过增大受力面积而减小压强。
自行车轮胎则是利用压缩气体压强比较大的道理，才使轮胎能够承受较大的压力。
当然夏天的时候轮胎内的气压不能太高，这是由于夏季阳光下气温高，轮胎内的气压增大时容易造成爆胎。
自行车中刚体力学的讨论
自行车中刚体力学的讨论作者：薛锡国 03310902 20090734摘要：自行车是我们日常生活中经常接触到的，同时自行车中的很多物理原理也是值得我们深入思考的，比如。
本文仅给出一些在刚体运动方面的思考。
正文：自行车中的链轮①，可以看作是一个固定转轴，上下端有链条带动它转动，前后轮的圆圈中心在一条直线上，由链条带动链轮转动，由于前后链轮的半径不同，所以脚踏车的力，与车的牵引力不等，自行车一个不等臂的杠杆模型。
后轮链轮②与后轮轮胎也构成固定转轴。
本文在此处做些思考。
一 骑车速率效率的问题（即车行驶速度与人踏车速度的关系）：设人用力为：人F ，人F 方向总是与脚蹬杆垂直摩擦阻力为：f 轮子半径为：R 前链轮半径为： 1r 后链轮半径为：2r 脚蹬半径为：r 对应速度分别为：V ，1v ,2v ,v 角速度分别为：W ,1w ,2w ,w则有： 因为车前后链轮由链条相连，所以有：11r r v v =人22R r v V =且21v v =； 于是有：RV r v r v r v 2211===人因此可得出：21rr Rv r V 人= ………………㈠㈠式即为人蹬车的速度与车前进速度的关系，由此可见，若要使人在慢速蹬车时，车仍快走，可以用以下两种方法实现：⒈ 增大车轮半径；⒉ 增大前链轮与后链轮的半径比。
实际生活中，变速车即是利用了第2个方法实现了自行车的变速：前链轮半径增大，而后链轮半径减小，就可以使较慢速。
我们知道，由于受重力原因，前一种情况多用于平地，或者下坡处；而后一种情况多用于爬坡处。
我们以此来达到节省体力，比较快速行驶的目的。
二 一个常见现象的解释以自行车为研究对象，在车的惯性系中，假设自行车在匀速行驶，则前后链轮上存在固定转轴物体的平衡问题：由刚体定轴转动定律知，要使车平衡，必有：脚蹬处和轮胎接触地面处两个位置所受力矩相等，即f R F r **=人。
从中可知：r Rf F =人 而由牛顿第三定律知：牵引力大小f F =，方向与之相反。
自行车的力学原理
机设10-3班黄思博李达刘春阳李育辉【摘要】依据自行车的行驶原理，从力学角度分析骑自行车遇到的如何省力、刹车问题，并对自行车的设计进行了讨论。
1自行车行驶原理自行车为后轮驱动，骑车人脚蹬踏板在后轮上产生力矩M。
在M的作用下产生一车轮对地面的圆周力F o，而地面对车轮的反作用力F t即为驱动力，F t＝M／R，R 为车轮半径，如图1示。
车子在水平道路上等速前进时，必须克服滚动阻力F f和空气阻力Fω，所以自行车的行驶方程为F t=F f+Fω。
它的驱动条件是F t≥F f+Fω。
同时，车要有效前进还必须满足附着条件F t≤Fψ，Fψ=Gψ，ψ为附着系数。
一般自行车的设计都采用后轮驱动，从行驶条件看是合理的。
因为人车系统质心的位置偏于后侧，则后轮承受较大的荷载能产生比较大的附着力，有利于满足附着条件。
2骑车省力技巧当自行车在平坦的路面上沿直线匀速前进时，根据行驶方程式F t=F f+Fω，驱动力应与行驶阻力相等，则骑车人蹬踏板的力F应保持不变。
但用前脚掌蹬车时感觉比用后脚跟蹬车费力。
这是什么原因呢？原来，骑车时上半身基本保持不变，只有脚和腿在周而复始地运动。
如图2（a），当用前脚掌蹬踏板时，脚以踝关节为支点摆动c设静坐标系固定在大链轮中心O处，动坐标系固定在踏板轴中心口处，则相对运动是脚的摆动，牵连运动是踏板相对大链轮作圆周运动。
此时小腿肌肉收缩做功，大腿仅以较小幅的动作上下随动。
而用脚后跟蹬踏板时，力的作用线沿小腿过膝关节，如图2（b）所示。
设坐标系位置不变，牵连运动仍为圆周运动，但相对运动变为大腿绕髓关节摆动。
此时，大腿上肌肉群收缩做功，大腿运动幅度较大。
固为肌肉产生的力与肌肉的生理横截面积成正比，栩比之下，大网肌肉的生理横截面积远比小腿肌肉大，所以产生的力也大。
若用相同的力F 蹬踏板，当然用脚后跟脸车感觉就轻松多了。
当骑车遇到止坡或顶凤时因增加了上坡阻力和空气阻力，这时用脚限蹬车同时压低用力侧上身，可产生较大的爆发驱动力。
自行车齿轮中的力学问题
自行车齿轮中的力学问题
自行车作为一种受欢迎的交通工具，其运动原理涉及到许多力学问题。
其中，自行车齿轮的设计和运动机理是一个引人注目的话题。
自行车齿轮的设计不仅影响着骑行的舒适度和效率，还涉及到力学原理的运用。
首先，自行车齿轮的大小会影响到骑行的力度和速度。
较小的齿轮提供更大的踏板力量，但速度相对较慢；而较大的齿轮则提供更高的速度，但需要更大的力量来踩动。
这涉及到力矩和速度的关系，即力矩等于力乘以力臂的长度。
因此，通过改变齿轮的大小，骑手可以根据需要来调整踩踏的力度和速度。
其次，自行车齿轮的传动系统也涉及到力学原理。
自行车齿轮通过链条传递动力，而链条的张紧和齿轮的对齿原理也是力学问题的体现。
合理的链条张紧可以减少能量的损失，提高骑行的效率。
同时，齿轮的对齿原理也能减少链条的磨损和噪音，提高骑行的舒适度。
最后，自行车齿轮的设计也考虑到了力学原理对于材料和结构的要求。
齿轮需要能够承受骑行时的力量和压力，因此需要具备足
够的强度和耐久性。
同时，轻量化的设计也能减轻整车的重量，提高骑行的灵活性和舒适度。
总之，自行车齿轮中的力学问题涉及到了力矩、速度、链条传动和材料结构等多个方面。
通过对这些力学原理的理解和运用，设计出合理的自行车齿轮系统，可以提高骑行的效率和舒适度，为骑手带来更好的骑行体验。
自行车中的力学
自行车中的力学作者：刘山佳来源：《科技视界》 2013年第34期刘山佳（衡水滏阳中学，河北衡水 053000）0 引言目前中国已经成为了全世界第二大经济体，世界瞩目。
但是，随着经济水平的提高，我国的环境却出现了明显的恶化，特别是严重的雾霾天气，已经对广大人民的健康生活带来了危害。
随着环境问题的日益突出，绿色低碳生活成为了人们谈论最多的话题，其中自行车作为一种完全绿色健康的生活方式，在各大城市中均掀起了一股“骑行热潮”。
自行车的出现距今已有百余年，最早是由法国人西夫拉克发明的。
而第一辆现代意义的自行车则出现在19世纪末的英国，后由传教士带入中国。
自行车分为公路自行车、场地自行车、三项赛/计时赛自行车、山地自行车、速降自行车、斜躺自行车、旅行自行车、广告自行车、越野公路车、双人/多人自行车、折叠车、电动自行车、小轮车等多种用途和种类，但不论哪种其基本结构和力学原理都是一样的。
1 自行车的基本结构自行车的基本结构包括：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）曲柄等等。
２自行车受力分析根据自行车的构造可以看出，后轮为主动轮，是整个车体的驱动部分，而前轮为从动轮，在自行车运动时两个轮子均成顺时针转动，那么两个轮子的受力状况存在什么区别呢？下面我们分别对两个轮子的受力状态进行分析。
首先是后轮，其受力分析如下图1所示，后轮通过脚踏板和链条等传动装置，获得一个来自人力的力矩M1，因此呈顺时针方向转动，由于车轮相对于地面呈向后运动的趋势，所以会受到地面对其向前的摩擦力Fs，其力矩为M2，这就是驱动自行车向前运动的作用力。
我们再来看前轮，其受力分析如下图2所示，由于前轮为从动轮，因此它会被迫成顺时针方向转动，因此其相对地面的运动趋势为向前，所以会受到一个向后的摩擦作用力Fs＇。
自行车上的力学知识(车店培训改编版)
邯郸舆乐户外自行车俱乐部自行车上的物理学知识自行车上的物理学知识邯郸舆乐户外自行车俱乐部选编2011/12/3自行车上的物理学知识一、课题研究目的自行车是人们普遍使用的“绿色”交通工具，通过研究自行车上的力学知识，了解自行车的结构，以及每一个零件的作用，使人们更好的认识、利用自行车，让自行车更好的为人类服务。
二、课题操作过程：（简略提纲）步骤1：了解自行车的具体构造，包括：车架、导向系统、驱动系统，及制动系统。
步骤2：逐步分析自行车上的力学知识涉及到的力学原理（如静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦、杠杆等）。
步骤3：对研究成果进行总结。
三、课题正文自行车的车架、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、链轮、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。
3、制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停使、确保行车安全。
此外，为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了车灯，支架等部件。
下面来具体介绍一些与力学知识有关的自行车部件：1、车架部件是构成自行车的基本结构体，也是自行车的骨架和主体，其他部件也都是直接或间接安装在车架上的。
车架部件的结构形式有很多，但总体可以分为两大类：即男式车架和女式车架。
车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。
为了减轻管重量，提高强度，较高档的自行车采用低合金钢管制造。
为了减少快速行驶的阻力，有的自行车还采用流线型的钢管。
由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快。
自行车的受力分析
后轮
• 后轮作为主动轮， 是整个车体的驱动部 分。其受力分析如下 图所示：
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M1； 地面对车轮的力系是一个平面 力系，可以简化为一个力偶M2， 以及滚动摩擦力FS，因为摩擦 力的方向是与物体相对运动趋 势相反,主动轮动起来时,轮子最 下面一点与地面接触.此点相对 于地面来说是向后运动的，所 以地面给后轮的滚动摩擦力向 前,这个滚动摩擦力FS就是推动 整个车向前的动力。
状态四：下坡
下坡不踩踏板 当骑行者不再踩踏板的 时候，后轮的速度小于 车速。因此，后轮随车 的向前运动而转动，两 个轮子都变成了“从动 轮”。在接触面，后轮 与地面相对向前运动， 所以摩擦力方向向后。 前轮始终向后。
滑下过程中
前后轮所受摩擦力均向后， 故整个车体受到的摩擦力为 与运动方向相反的阻力。
丌同刹车方式产生丌同现象
当需要紧急刹车时，如果刹车前闸，身体 会受到猛烈的冲击。若车速很快或者车较轻， 自行车还有可能猛甩一下。而刹车后闸则比 较平稳，震动不大。所以一般推荐使用后闸。
具体受力分析
• 如把人看成一个系统，分析刹车瞬间的受力情况， N1 N 2 F 、 如上图所示。A、B两点分别受到地面支反力 1 F2 和 G 摩擦阻力 、 的作用。系统质心在C点， 为总质 量，Fx为刹车时系统受到的惯性力，则系统的平衡方 X 0 Y 0 M A (F ) 0 程为（1）
状态五：刹车
• 日常生活中， 常有骑自行车的人 在急刹车时车体出 现前翻、打横、或 前翻与打横的现象。 特别对刚学会骑自 行车的人在北方冬 天较光滑的冰雪路 面更是难于行驶。 这些现象是怎样产 生的，又该怎样避 免呢？ 我们试图对 刹车时的现象进行 力学分析，希望对
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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
律，人和后轮要保持继续向前的运动状态。
所以切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故。
4、自行车装载物品要固定牢固，以免由于惯性而移位或损坏。
四、机械方面
1、自行车上的杠杆
A、控制前轮转向的杠杆：自行车的车把，是省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前轮，来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。
B、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较大的压力压到车轮的钢圈上。
C、车铃扳手：费力杠杆，作用是拨动小锤敲响铃声。
2、自行车上的轮轴。
A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴（脚蹬半径大于花盘齿轮半径）。
B、自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴（手把转动的半径大于前叉轴的半径）。
C、后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴（齿轮半径小于后轮半径）。
D、脚蹬与与脚蹬轴：组成省力轮轴（脚蹬半径大于周半径）。
五、功和机械能的知识的运用
1、根据功的原理：省力必定费距离。
因此人们在上坡时，常骑“s”形路线就是这个道理
2、当人骑自行车下坡时，速度越来越快，是由于下坡时人和自行车的重力势能转化为人和自行车的动能。
3、当人骑自行车上坡之前要紧蹬几下，目的是增大速度，来增大人和自行车的动能，这样上坡时动能转化为重力势能，能上得更高一些。
4、自行车的车支架上挂有一个弹簧，在它弹起时，弹簧的弹性势能转化为动能，车支架自动弹起。
5、自行车在不平的路面骑行时，车坐下被压缩的弹簧产生弹力，弹簧的弹性势能转化为动能，弹簧起到减震作用。
陶行知先生指出“生活即教育”、“为生活而教育”。
他认为教育起源于生活，生活是教育的中心，脱离生活的教学就使学生失去主动性学习的心理基础。
通过对自行车的研究让学生在课堂上回忆生活，体验生活，感受生活，达到快乐学习新知识的目的。