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1、自行车上的物理知识许磊（黑龙江科技大学，材料科学与工程学院，金属12-2班，2012027744）【案例概述】自行车是我们日常生活中随处可见的最简单交通工具，然而在它身上却处处有着物理学知识的运用，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，自行车为何能前进？这是依靠后轮与地面之间的摩擦而产生的，这个摩擦力的方向是向前的，前轮的摩擦力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，所以自行车作匀速运动。而车轴承中的钢珠是用来减小摩擦的，杠杆只是：控制前轮转向的杠杆：自行车的车把，是省力
2、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，以及车闸的刹车杠杆，也是省力杠杆。自行车上的气压知识。自行车内胎充气：早期的各种轮子都是木轮、铁轮，颠簸不已。现代自行车使用充气内胎主要是使胎内的压强增大，可以起到缓冲的作用，同时可以减小自行车前进的阻力。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。自行车上光学知识：自行车上的红色尾灯，不能自行发光，但是到了晚上却可以提醒司机注意，因为自行车的尾灯是由很多蜂窝状的“小室”构成的，而每一个“小室”是由三个约成
3、90度的反射面组成的。这样在晚上时，当后面汽车的灯光射到自行车尾灯上，就会产生反射光，由于红色醒目，就可以引起司机的注意。【相关物理学知识点】知识点1：力与运动的运用；知识点2：压强知识；知识点3:机械知识；知识点4：光学知识【相关物理学原理】1摩擦力等值反向原理：8/8骑上自行车用力蹬脚蹬,让自行车加速前进,这时急刹车.这两个步骤中利用的主要是力学的摩擦力.自行车前进过程中,轮胎与地面产生摩擦,使自行车不会倒.急刹车时,闸皮与车圈之间产生摩擦力使自行车停下来.再深入说一下,自行车的设计与摩擦力间的关系.闸皮和车胎上为什么有许多胎纹呢?为什么车胎越宽
4、车越不容易打滑?为什么赛车(自行车)的车胎较窄些呢?这些问题的根源就是闸皮和车胎上的胎纹.正是因为这些胎纹使车闸和车胎的摩擦力加大,避免了车闸与车胎的平面与平面接触.而多胎纹的车胎就不一样了,车胎面成凹凸不平状,他与地面接触时不规则的,所以他与地面的摩擦力较大.而车胎越宽车越不爱打滑是因为胎的面积大了与地面的接触大了他们之间的摩擦力大了所以轮胎宽了车越不爱打滑.最后是赛车的问题,和上题相反,它与地面的摩擦力小了速度上的阻碍也小了,赛车的速度相对快些,所以赛车的车胎要窄些好.还有,关于车把上的把套,脚蹬上的皮橡胶……都是有关摩擦力学知识.摩擦力的应用在
5、生活中也很广泛的.。2机械知识：轮轴自行车上的杠杆、轮轴（1）自行车上的杠杆•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•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比较大的压力压到车轮的钢圈上•支持人重和货重的杠杆、三角杠、货架、前叉、后三角杠，都是广义的杠杆，用以形成车身和承重（2）自行车上的轮轴•中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴，由脚蹬半径大于花盘齿轮半径•自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴，手握把外的半径大于前叉轴的半径•后轴上的齿轮和后轮：组
6、成费力轮轴、齿轮半径小于后轮半径•自行车行驶速度与车轮直径的关系：常见的自行车轮的直径有559mm(22英寸)、610mm(24英寸)、660mm(26英寸)、711mm(28英寸)的，有实际经验的同学知道，骑28车比24车费力一些，但速度快，因为28车轮的半径大，轮子每转一圈走的距离长一些，故速度快，半径大使轮轴的轴半径大，故费力轮轴更费力。（3）自行车传动自行车是传动式机械，它的传动装置包括：主动齿轮（通称轮盘）、被动齿轮（通称飞轮）、链条及变速器等。齿轮比与传动比关系着自行车的使用效率，教练员和运动员应该懂得并掌握这些数据的计算与应用。 齿轮
7、比:主动轮对被动轮的齿数之比为齿轮比。如果两个齿轮的齿数相同，那末踏蹬一周。两个齿轮和后轮都各旋转一周。假如主动齿轮的齿数大于被动齿轮的齿数，那么每踏蹬一周，被动齿轮转的圈数就大于一周多，速度加大。因此，齿轮比与主动轮的齿数成正比，与被动齿轮的齿数成反比。以g代表齿轮比，C代表主动齿轮的齿数，F代表被动齿轮的齿数，它们之间的关系用公式表示，即：g=c/f例如：赛车轮盘为49齿，飞轮为14齿，代入公式即可求出齿轮比为:g=c/f=49/14=3.5也就是说蹬踏轮盘一周，飞轮转三周半。8/8传动比（传动系数）：齿轮比乘以后圈直径，即为传动比。以D代表传动
8、比，b代表后圈直径，它们之间关系用公式表示，即：d=c/f×b=gb由此可见，齿轮比确定之后，传动比是与后圈
