[初三上学期物理知识点]第十章 多彩的物质世界 一、宇宙和微观世界1.宇宙是非常广阔的，但也是由物质组成的。而物质都是由极其微小的保持物质性质的分子组成的。2.固、液、气三种状态的特征固体有一...+阅读

你知道自行车上有哪些物理知识吗？下面我们来看一看。

1、自行车上的摩擦知识。 ①自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹 摩擦力的大小跟两个因素有关：压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大，摩擦力越大；接触面越粗糙，摩擦力越大。 自行车外胎有凸凹不平的花纹，这是通过增大自行车与地面间的粗糙程度，来增大摩擦力的，其目的是为了防止自行车打滑。 ②自行车为什么能前进？ 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，不过，要问自行车为何能前进？这还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。那前轮的摩擦力是干什么的？阻碍车的运动！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。不过，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。那谁和这两个力平衡呢？脚对地面的摩擦力向前！ ③刹车以后，自行车为何能停止？ 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，产生的摩擦力也就越大，后轮就转动的越慢。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力（原来为滚动摩擦，方向向前），方向向后，阻碍了自行车的运动，因此就停下来了。 ④自行车哪些地方安有钢珠？为什么安钢珠？ 在自行车的前轴、中轴、后轴、车把转动处，脚蹬转动处等地方，都安有钢珠。 人们骑自行车总是希望轻松、灵活、省力。而用滚动代替滑动就可以大大减小摩擦力，因此要在自行车转动的地方安装钢珠，我们可以经常加润滑油，使接触面彼此离开，这样就可以使摩擦力变得更小。

2、自行车上的杠杆、轮轴知识。 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。 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）。

3、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。

4、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。

关于自行车的物理知识

首先，我们从车型说起：按照车轮的直径，可以将自行车分为28型、26型等若干车型。也许有人要问，26、28是什么意思。其实这个问题开始也困扰过我们。但是，后来我在修自行车的过程中，偶然发现车胎上写着71cm，我找来卷尺，量出直径，恰好为71cm，后来，通过查阅字典的单际单位。同理，24、26也如此！下面是我的研究成果：

（一）前后轮摩擦力方面的问题前后轮所受摩擦力方向是否一致？你可能会说 “不同”，但具体是什么方向，也说不清楚。正好，有些同学研究黑板擦问题。他们用黑板擦在黑板上滑动时，可以清楚地看到毛毡面变形，而变形方向与相对滑动方向恰恰相反，我从中大受启发。最后我们确定实验研究法。前轮：将一条厚海绵裹在车轮上，固定好，让前轮自由转动，保持前进状态，然后刹车，这时车轮下的海绵都挤在车轮着地点的后方，由此推知地面给前轮一个向后的摩擦力与车前进方向相反，是阻力；对于后轮，我们先把它架空，驱动脚蹬，使车轮转起来，然后让它着地，在着地的一瞬间，发现海绵挤在车轮着地点的前面，实验表明地面给车后轮一个向前的磨擦力，导致车前进，这也就是自行车能前进的原因。结论：前轮受的磨擦力向后，后轮受的磨擦力向前。后轮提供车前进的动力。

（二）自行车轮胎中的物理知识自行车的轮胎在自行车整个结构中占有重要的地位，缺少了它，自行车就会失去生命，不能前进。同时，轮胎中也包含了许多的物理知识。我让几个人骑不同型号的自行车，在较光滑的路面上（地面上的阻碍物，如小石子等已被除去），同时同地开始行进，行进途中保持相同的速度，行驶到规定的距离时，同时捏闸后，车轮与地面保持滑动磨擦，车轮与地面滑动磨擦测得的轨迹长短不同，经过多次实验作出图表。第一次我们发现普通车停的较快，经过多次实验发现，在同样的情况下，最先停下来的车型不大相同，没有一定的规律性。这与理想状态有一定差距（我们想像中的情景：在相同情况下，四辆自行车应同时停下来）。我们经过思考和研究认为，造成我们这一实验失败的主要因素有：闸皮与车轮的接触程度不同，轮胎中充气的质量有一定的差异，路面的状况以及车速的把握上还有一定的欠缺，其他因素还有待我们去研究，经过多次研究讨论我们决定调试配重并且调整好闸皮与钢圈之间距离又经过实验，我们发现粗糙的自行车轮胎与地面磨擦的轨迹较短。图表如下：捷安特 飞鸽 凤凰（老式）第一次 2.85m 3.08m 3.12m第二次 2.30m 2.47m 2.59m第三次 3.15m 3.23m 3.41m第四次 2.66m 2.78m 2.99m为什么轮胎粗糙的自行车滑动距离较短呢？我们根据所学的物理知识做了解释。当三种自行车的质量m一定时，自行车的加速度a为负值，a=μg，粗糙的轮胎与地面的动磨擦因数μ较大，磨擦力F也越大，加速度值越大，根据V0=at,s= 得 ，由此得出结论，轮胎越粗糙的自行车，在其他因素相同的情况下磨擦的轨迹越短。

（三）辐丝部分一个车轮上共有36根辐丝，构成一个网状结构，最初人们把自行车的轮胎设计成一个木制的圆盘，而现在设计成了辐丝，仅用36根很细的辐丝便起到了支撑作用，我们小组刘佳同学提出，当给轮胎施加竖直向下的压力时，车轮水平方向的几根辐丝是否受力，对此，我们组在指导老师的带领下请教了一位修车的师傅，修车的师傅告诉我们，当给车施加向下的压力时，车竖直方向上的上下各六根辐丝受到压力，而水平方向上的辐丝也受力。我们为了讨论水平方向辐丝是否受力，做了以下实验，找一辆废旧的童车的轮胎，两人一起用力压轮胎，观察到轮胎几乎没有变形，而抽去轮胎水平方向两侧的辐丝，再用力压轮胎，发现轮胎在竖直方向上压扁了。所以水平方向也受力。因此自行车的轮胎选用了辐丝交叉的方法。

（四）自行车的传动部分自行车的运动主要是将人脚交替对脚踏板的压力转化为车轮与地面的磨擦力，转化的重要部分是自行车的传动部分。自行车的传动部分主要是由脚蹬“飞轮”、链条及后轮四部分组成。下面浅谈一下自行车传动部分的工作过程。人在骑车时，两脚交替把脚蹬踩下“牙盘”转动，由于“牙盘”和“飞轮”的小齿和链条相互咬合，带动了后面飞轮的转动，自行车后轮向前运动，使自行车向前行驶。这个过程虽然简单，却包含了不少的物理知识。脚蹬和牙盘之间是省力的轮轴。因为脚蹬转动半径大于牙盘，所以蹬车时不必费太大的力。使用带齿的轮盘与链条相互咬合代替了皮带传动，增大了磨擦，更有力地带动了“飞轮”的转动。自行车运动时“牙盘”与“飞轮”以相同速度转动，根据我们所学的线速度公式V1=rw因v一定，所以 ，即r飞/r牙1。即在相同的时间内，飞轮的转动圈数大于牙盘的转动圈数。而飞轮与后轮共轴，所以二者角速度相等，因此当牙盘转一周时，后轮会转几周以此来提高速度。得到牙盘与飞轮角速度比，由此可得出，踏板所做圆周运动的角速度与车后轮（或前轮）的角速度比也为r2:r1。当知道车轮直径时也可根据数单脚蹬踏板所做圆周运动的次数n估测自行车行驶距离，表达式为：变速自行车有多种“牙盘”与“飞轮”的比，比例的个数为牙盘...

自行车运用的物理知识

1、自行车上的摩擦知识。

①自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹

摩擦力的大小跟两个因素有关：压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大，摩擦力越大；接触面越粗糙，摩擦力越大。 自行车外胎有凸凹不平的花纹，这是通过增大自行车与地面间的粗糙程度，来增大摩擦力的，其目的是为了防止自行车打滑。

②自行车为什么能前进？

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，不过，要问自行车为何能前进？这还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。那前轮的摩擦力是干什么的？阻碍车的运动！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。不过，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。那谁和这两个力平衡呢？脚对地面的摩擦力向前！

③刹车以后，自行车为何能停止？

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，产生的摩擦力也就越大，后轮就转动的越慢。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力（原来为滚动摩擦，方向向前），方向向后，阻碍了自行车的运动，因此就停下来了。

④自行车哪些地方安有钢珠？为什么安钢珠？

在自行车的前轴、中轴、后轴、车把转动处，脚蹬转动处等地方，都安有钢珠。

人们骑自行车总是希望轻松、灵活、省力。而用滚动代替滑动就可以大大减小摩擦力，因此要在自行车转动的地方安装钢珠，我们可以经常加润滑油，使接触面彼此离开，这样就可以使摩擦力变得更小。

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。

4、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。

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