浅谈自行车中的力学

浅谈自行车中的力学

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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

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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。