自行车的受力分析ppt

生的摩擦力也就越大，后轮就转动的越慢。如果完全
刹死，后轮与地面之间的摩擦由滚动摩擦变为滑动摩
擦力，且方向向后，阻碍自行车的运动，因此自行车
会停下来。
刹车后闸
•
当刹车后闸时，后轮B处发生滑动摩擦，前轮仍转
动，补充方程为
•
F1 fN 1
(7)
•
F2 fN 2
0,1
(8)
• 引入参数
F1，则fN（1 3）可变为含参数的等式：
状态三：匀速爬坡
•
•
匀速前进的水平方向
• 爬坡过程 下坡的垂直斜面方向 选择性综
合
•
具体分析留给有兴趣滴孩纸~~
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。
力学分析，希望对
不同刹车方式产生不同现象
•
在有摩擦的水平面上沿直线行驶
时。如果捏前闸，质心较高较靠前，
地面与车摩擦较大时．车较易前翻；
如果捏后闸．质心较低，地面与车
摩擦较小时，车不易前翻；
•
如果人体相对车不变位置时，捏
• 在摩擦较小前(如闸冰较雪捏路后面闸)水车平更面易上前，翻且．前后轮不
在一直线上前进，此时刹车易出现车打横．捏前闸
前轮
• 对前轮进行受力分析。 如下图所示：
图3
•
• 前轮作为从动轮本 身不会自发 运动,但 后轮动了，整个车身 必然向前动起来(包括 不会自发运动的前轮)。 因为地面不会动,那么 前轮相对地面来说向 前运动，所以地面给 前轮的摩擦力向后。
状态二：起动
• • 起动（或加速）时，轮速大于车速，后轮是自行
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。
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
N1 N2 G 0
刹车前闸
•
当刹车前闸时，假设前轮突然停止转动即产生滑
动摩擦，后轮仍转动，补充方程为：
•
F1 fN 1
(2)
• •
F2 fN 2
(3)
f
0,1
• 可变式为中含参为数摩擦F2的系等数fN式。2：引入参数
，则（3）
•
（4）
•
• F1联立f（l1）a、1（2）G、/（l 4）fh，1解得
尾，人就有可能被甩出去。
• 从公式可以• 看出，若想刹前闸时比较平稳， 应h尽量减小，l尽量增大，同时a也尽量增大。 所以设计自行车都是两轮间距l较大，坐垫高度 h不高，且坐垫靠近后轮，这样设计是合理的。
后轮刹车
•
刹车时，刹皮与车圈间的摩擦力，会阻碍后轮的
转动。手的压力越大，刹皮对车圈的压力就越大，产
• 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：
图2
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。
比捏后闸更易打横。前后轮轴速度方向的间距(车与
路面的摩擦力作用线之间间距)越犬，刹车时更易打
横、放平。
不同刹车方式产生不同现象
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
•
（9）
• F1联立f（l1）a、1（ 8）G、/（l 9）fh，1解得
F2 f a fh G /l fh1
•
F1 F2
•
•
刹后闸时 ， ，的分母不可能为零，则为一有限
写在最后
• 篇一
• 我们已经分析了自 行几种基本运动状态时 的受力情况，有兴趣的 孩纸可对自行车转向， 圆周运动，腾空等等较 为复杂的运动进行分析。
•
写在最后
自行车的受力分析
自行车与生活
• 自行车是我们日常 生活中极其 常见的 一种交通工具。
• 据统计目前中国有大约 七亿辆自行车。
• 骑自行车是当下户外活 动的热门交通方式，它不 仅有益身心健康，更体现 了环保、自然的生活理念。
• 简单的自行车中含有许 多的物理知识，现在我们 将对自行车做受力分析。
工作原理
• F fa fhG /l fh1
（5）
刹车前闸时，式（5）中分母有
可能为零，从而 F1 趋于无穷大，
所以骑车人可以感觉到猛烈的冲击。
•
若F1 ,
F＜2 0，fN由2
必a

Nf，h2 ＜那0么，即＜F2
0，这意味着后轮不着地，整个
系统以A为支点转动，则打横甩
•
在我们蹬脚踏
时，我们的蹬力带
动前齿轮转动。前
齿轮带动车链转动，
车链又带动后齿轮
转动，再由后齿轮
带动后轮转动。后
轮转动时，受到向
前的摩擦力作用，
推动自行车前进。
Hale Waihona Puke Baidu
不同状态时的受力分析
状态一：静止
• 人与车的重力与地面对车的支持力平
衡。
•
自行车的前后轮都相对于地面
作纯滚动，但是它们受力情况不同。
后轮
车前进的动力来源，所以后轮是主动轮。在接触面， 后轮相对于地面向后运动，所以摩擦力向前，后轮 和车会做加速运动。前轮是从动轮，受到的摩擦力 向后。
状态三：匀速前进
•
匀速时，车受力平衡。人踩的力和车轮与
地面的摩擦力相互抵消。后轮与地面相对向后
运动，所以摩擦力向前。前轮作为从动轮，摩
擦力向后。
• 前后轮受到的摩擦力大小相等，方向相反。
•
如把人看成一个系统，分析刹车瞬间的受力情况，
如摩上擦图阻所力示。、A、G的B两作点用分。别系N1受统N到质2 地心面在支C点反，力F1
F、2 和
为总质
量 ，X F0x为刹车Y时 0系统受M到A(的F)惯 0性力，则系统的平衡方
程为（1）
• • F即1 F2 Fx 0
N1l Fx h Ga 0