自行車上的力學(xué)知識(shí)

2010-02-25 13:47:40 　來源：智康教育文章作者：陳自強(qiáng)

　　作者：北大校區(qū)物理老師陳自強(qiáng)

　　自行車在我國(guó)是很普及的代步和運(yùn)載工具。在它的“身上”運(yùn)用了許多物理中的力學(xué)知識(shí)：

　　1、測(cè)量中的應(yīng)用

　　在測(cè)量跑道的長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(rùn)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(duì)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(shí)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(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)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(duì)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(shí)運(yùn)用

　　(1)根據(jù)功的原理：省力必定費(fèi)距離。因此人們?cè)谏掀聲r(shí)，常騎“S形”路線就是這個(gè)道理。

　　(2)動(dòng)能和重力勢(shì)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(shì)能。而騎車下坡，不用蹬，車速也越來越快，此為勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

　　6、慣性定律的運(yùn)用

　　助力行駛的自行車，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！

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