自行車上的物理知識

　　你知道自行車上有哪些物理知識嗎？下面我們來看一看。

　　1、自行車上的摩擦知識。

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　　摩擦力的大小跟兩個(gè)因素有關(guān)：壓力的大小、接觸面的粗糙程度。壓力越大，摩擦力越大；接觸面越粗糙，摩擦力越大。自行車外胎有凸凹不平的花紋，這是通過增大自行車與地面間的粗糙程度，來增大摩擦力的，其目的是為了防止自行車打滑。

　　②自行車為什么能前進(jìn)？

　　當(dāng)我們騎在自行車上時(shí)，由于人和自行車對地面有壓力，輪胎和地面之間不光滑，因此自行車與路面之間有摩擦，不過，要問自行車為何能前進(jìn)？這還是依靠后輪與地面之間的摩擦而產(chǎn)生的，這個(gè)摩擦力的方向是向前的。那前輪的摩擦力是干什么的？阻礙車的運(yùn)動(dòng)！其方向與自行車前進(jìn)方向相反。正是這兩個(gè)力大小相等，方向相反，所以自行車作勻速運(yùn)動(dòng)。不過，當(dāng)人們在地上推自行車前進(jìn)時(shí)，前輪和后輪的摩擦力方向都向后。那誰和這兩個(gè)力平衡呢？腳對地面的摩擦力向前！

　�、蹌x車以后，自行車為何能停止？

　　剎車時(shí)，剎皮與車圈間的摩擦力，會(huì)阻礙后輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。手的壓力越大，剎皮對車圈的壓力就越大，產(chǎn)生的摩擦力也就越大，后輪就轉(zhuǎn)動(dòng)的越慢。如果完全剎死，這時(shí)后輪與地面之間的摩擦就變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力（原來為滾動(dòng)摩擦，方向向前），方向向后，阻礙了自行車的運(yùn)動(dòng)，因此就停下來了。

　�、茏孕熊嚹男┑胤桨灿袖撝�？為什么安鋼珠？

　　在自行車的前軸、中軸、后軸、車把轉(zhuǎn)動(dòng)處，腳蹬轉(zhuǎn)動(dòng)處等地方，都安有鋼珠。

　　人們騎自行車總是希望輕松、靈活、省力。而用滾動(dòng)代替滑動(dòng)就可以大大減小摩擦力，因此要在自行車轉(zhuǎn)動(dòng)的地方安裝鋼珠，我們可以經(jīng)常加潤滑油，使接觸面彼此離開，這樣就可以使摩擦力變得更小。

　　2、自行車上的杠桿、輪軸知識。

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　　A、控制前輪轉(zhuǎn)向的杠桿：自行車的車把，是省力杠桿，人們用很小的力就能轉(zhuǎn)動(dòng)自行車前輪，來控制自行車的運(yùn)動(dòng)方向和自行車的平衡。

　　B、控制剎車閘的杠桿：車把上的閘把是省力杠桿，人們用很小的力就能使車閘以較大的壓力壓到車輪的鋼圈上。

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　　A、中軸上的腳蹬和花盤齒輪：組成省力輪軸（腳蹬半徑大于花盤齒輪半徑）。

　　B、自行車手把與前叉軸：組成省力輪軸（手把轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑大于前叉軸的半徑）。

　　C、后軸上的齒輪和后輪：組成費(fèi)力輪軸（齒輪半徑小于后輪半徑）。

　　3、自行車上的氣壓知識。

　　自行車內(nèi)胎充氣：早期的各種輪子都是木輪、鐵輪，顛簸不已�，F(xiàn)代自行車使用充氣內(nèi)胎主要是使胎內(nèi)的壓強(qiáng)增大，可以起到緩沖的作用，同時(shí)可以減小自行車前進(jìn)的阻力。

　　氣門芯的作用：充氣內(nèi)胎上的氣門芯，起著單向閥門的作用，只讓氣體進(jìn)入，不讓氣體外漏，方便進(jìn)氣，保證充氣內(nèi)胎的密封。

　　4、自行車上光學(xué)知識。

　　自行車上的紅色尾燈，不能自行發(fā)光，但是到了晚上卻可以提醒司機(jī)注意，因?yàn)樽孕熊嚨奈矡羰怯珊芏喾涓C狀的“小室”構(gòu)成的，而每一個(gè)“小室”是由三個(gè)約成90度的反射面組成的。這樣在晚上時(shí)，當(dāng)后面汽車的燈光射到自行車尾燈上，就會(huì)產(chǎn)生反射光，由于紅色醒目，就可以引起司機(jī)的注意。

　　自行車在我國是很普及的代步和運(yùn)載工具。在它的“身上”運(yùn)用了許多力學(xué)知識

　　1.測量中的應(yīng)用

　　在測量跑道的長度時(shí)，可運(yùn)用自行車。如普通車輪的直徑為0.71米或0.66米。那么轉(zhuǎn)過一圈長度為直徑乘圓周率π，即約2.23米或2.07米，然后，讓車沿著跑道滾動(dòng)，記下滾過的圈數(shù)n，則跑道長為n×2.23米或n×2.07米。

　　2.力和運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用

　�。�1）減小與增大摩擦。

　　車的前軸、中軸及后軸均采用滾動(dòng)以減小摩擦。為更進(jìn)一步減小摩擦，人們常在這些部位加潤滑劑。

　　多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車的外胎，車把手塑料套，蹬板套、閘把套等。變滾動(dòng)摩擦為滑動(dòng)摩擦以增大摩擦。如在剎車時(shí)，車輪不再滾動(dòng)，而在地面上滑動(dòng)，摩擦大大增加了，故車可迅速停駛。而在剎車的同時(shí)，手用力握緊車閘把，增大剎車皮對鋼圈的壓力以達(dá)到制止車輪滾動(dòng)的目的。

　�。�2）彈簧的減震作用。

　　車的座墊下安有許多根彈簧，利用它的緩沖作用以減小震動(dòng)。

　　3.壓強(qiáng)知識的應(yīng)用

　　（1）自行車車胎上刻有載重量。如車載過重，則車胎受到壓強(qiáng)太大而被壓破。

　�。�2）座墊呈馬鞍型，它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強(qiáng)，使人騎車不易感到疲勞。

　　4.簡單機(jī)械知識的應(yīng)用

　　自行車制動(dòng)系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個(gè)省力杠桿，可增大對剎車皮的拉力。自行車為了省力或省距離，還使用了輪軸：腳蹬板與鏈輪牙盤；后輪與飛輪及龍頭與轉(zhuǎn)軸等。

　　5.功、機(jī)械能的知識運(yùn)用

　�。�1）根據(jù)功的原理：省力必定費(fèi)距離。因此人們在上坡時(shí)，常騎“S形”路線就是這個(gè)道理。

　�。�2）動(dòng)能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。

　　如騎車上坡前，人們往往要加緊蹬幾下，就容易上去些，這里是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能。而騎車下坡，不用蹬，車速也越來越快，此為勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

　　6.慣性定律的運(yùn)用

　　快速行駛的自行車，如果突然把前輪剎住，后輪為什么會(huì)跳起來。這是因?yàn)榍拜喪艿阶枇Χ蝗煌Ｖ惯\(yùn)動(dòng)，但車上的人和后輪沒有受到阻力，根據(jù)慣性定律，人和后輪要保持繼續(xù)向前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以后輪會(huì)跳起來。

　　切記下坡或高速行駛時(shí)，不能單獨(dú)用自行車的前閘剎車，否則會(huì)出現(xiàn)翻車事故！

（一）小紅、小明兩同學(xué)分別用鋁塊、某種液體來探究“物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系”．小紅同學(xué)用天平、量筒、質(zhì)量不等的鋁塊和水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表一所示．小明同學(xué)用天平、量筒、燒杯和某種液體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，先在燒杯中加某種液體后測出它們的總質(zhì)量，再用量筒測出某種液體的體積，重復(fù)三次，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表二所示．
表一　　　　　　　　　　　　　　　　　　 表二

實(shí)驗(yàn)序號	鋁質(zhì)量（g）	鋁體積（ml）		實(shí)驗(yàn)序號	液體的質(zhì)量（g）	液體的體積（ml）
1	27	10		（1）	58	10
2	54	20		（2）	66	20
3	81	30		（3）	74	30

（1）小明表二中記錄的數(shù)據(jù)有明顯錯(cuò)誤，其產(chǎn)生錯(cuò)誤原因是________．
（2）利用哪些方法處理上述表一和表二中的數(shù)據(jù)，可說明密度是物質(zhì)的特性？
方法一：________；
方法二：________．
（3）某種液體的密謀是________g/cm3．
（4）回憶我們在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為什么要選取多種物質(zhì)，且對每種物質(zhì)都要收集多組數(shù)據(jù)？若對每種物質(zhì)僅收集一組數(shù)據(jù)是否可以？為什么？________
（二）如圖所示探究電磁鐵的磁性跟哪些因素有關(guān)，小曼同學(xué)作出以下猜想：
猜想A：電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)沒有磁性
猜想B：通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)
猜想C：外形相同的螺線管，線圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)
為檢驗(yàn)上述猜想是否正確，小曼所在小組通過交流與合作設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案：
用漆包線（表面涂有絕緣漆的導(dǎo)線）在大鐵釘上繞制若干圈，制成簡單的電磁鐵，用以吸引大頭針．如圖所示的a、b、c、d為實(shí)驗(yàn)中觀察到的四種情況．

根據(jù)小曼的猜想和實(shí)驗(yàn)，完成下面填空：
（1）通過觀察電磁鐵________，可判斷它磁性的強(qiáng)弱．
（2）通過比較________兩種情況，可以驗(yàn)證猜想A是正確的．
（3）通過比較________兩種情況，可以驗(yàn)證猜想B是正確的．
（4）通過比較d中甲、乙兩電磁鐵，發(fā)現(xiàn)猜想C不全面，應(yīng)補(bǔ)充________．
（5）小曼做完實(shí)驗(yàn)又提出了一個(gè)新的問題：若將d中甲的大鐵釘去掉，那么甲、乙吸引大頭針數(shù)目是否還是甲多乙少呢？于是進(jìn)一步猜想：D、甲多乙少　 E、甲少乙多　 F、甲一個(gè)也不吸引　　G、無法判定
你認(rèn)為她的猜想最有理由成立的是________；（填字母）