自行車中的物理知識

1、1.1.自行車是一種簡便無污染的交通工具，看一看它的構(gòu)造自行車是一種簡便無污染的交通工具，看一看它的構(gòu)造( (如圖如圖) )，想一想你的使用過程，請?zhí)岢鰞蓚€與物理有關(guān)的，想一想你的使用過程，請?zhí)岢鰞蓚€與物理有關(guān)的問題問題( (力、熱、聲、光、電均可以，不需解答力、熱、聲、光、電均可以，不需解答):): 如：自行車的輪胎為什么會有花紋如：自行車的輪胎為什么會有花紋? ?問題問題 ？問題問題？2.2.討論一下，自行車中的物理知識有哪些？比一討論一下，自行車中的物理知識有哪些？比一比，看哪個小組總結(jié)的最多最全面比，看哪個小組總結(jié)的最多最全面。( (可以從力、可以從力、熱、光、聲、能量、電考慮）熱、光

2、、聲、能量、電考慮）一、力學(xué)知識一、力學(xué)知識1摩擦方面摩擦方面（1）輪胎、車把套、腳踏板以及剎車塊處均刻花紋，增大摩擦力。）輪胎、車把套、腳踏板以及剎車塊處均刻花紋，增大摩擦力。（2）車軸處經(jīng)常上潤滑油，減小摩擦力。）車軸處經(jīng)常上潤滑油，減小摩擦力。（3）車軸處有滾珠，來減小摩擦。）車軸處有滾珠，來減小摩擦。（4）剎車時，用力捏緊車閘，增大摩擦力。）剎車時，用力捏緊車閘，增大摩擦力。（5）自行車前進(jìn)時，后輪受到的摩擦力方向向前，是自行車前進(jìn)的）自行車前進(jìn)時，后輪受到的摩擦力方向向前，是自行車前進(jìn)的動力，前輪受到的摩擦力方向向后，是自行車前進(jìn)的阻力。動力，前輪受到的摩擦力方向向后，是自行車前進(jìn)的

3、阻力。2簡單機(jī)械簡單機(jī)械（1）自行車剎車手閘是一個省力杠桿，車后坐的載物夾也是杠桿。腳踏和）自行車剎車手閘是一個省力杠桿，車后坐的載物夾也是杠桿。腳踏和中軸大齒輪組成一個省力輪軸，后輪上小齒輪和后輪組成一個費(fèi)力輪軸。車中軸大齒輪組成一個省力輪軸，后輪上小齒輪和后輪組成一個費(fèi)力輪軸。車把和前叉也構(gòu)成省力輪軸。把和前叉也構(gòu)成省力輪軸。（2）上坡走）上坡走S形路線，相當(dāng)于增加了斜面的長，可以省力，使上坡更容易。形路線，相當(dāng)于增加了斜面的長，可以省力，使上坡更容易。 3運(yùn)動方面運(yùn)動方面（1）自行車的速度約為（）自行車的速度約為（3-5）m/s。（2）以樹木為參照物，自行車是向前運(yùn)動的；以自行車為參照物

4、，樹木是）以樹木為參照物，自行車是向前運(yùn)動的；以自行車為參照物，樹木是向后退的。向后退的。 4壓強(qiáng)方面壓強(qiáng)方面（1）一般情況下，輪胎著地總面積大約為）一般情況下，輪胎著地總面積大約為S100cm2，當(dāng)一普通成年人，當(dāng)一普通成年人騎自行車時，自行車對地面的壓力大約為騎自行車時，自行車對地面的壓力大約為F（600N+250N）850N，自行車對地面的壓強(qiáng)約為自行車對地面的壓強(qiáng)約為85104Pa。（2）自行車的車座較寬大，減小對人的壓強(qiáng)。）自行車的車座較寬大，減小對人的壓強(qiáng)。（3）在車軸擰螺母處加墊圈，以減小壓強(qiáng)。在車軸擰螺母處加墊圈，以減小壓強(qiáng)。（4）腳踏板扁而平，以減小它對腳的壓強(qiáng)。）腳踏板扁而

5、平，以減小它對腳的壓強(qiáng)。（5）內(nèi)胎要充夠足量的氣體，在氣體的體積、溫度一定時，氣體的質(zhì)量）內(nèi)胎要充夠足量的氣體，在氣體的體積、溫度一定時，氣體的質(zhì)量越大，壓強(qiáng)越大。越大，壓強(qiáng)越大。5慣性方面慣性方面（1）當(dāng)人騎自行車前進(jìn)時，停止蹬自行車后，自行車仍然前進(jìn)，是由于）當(dāng)人騎自行車前進(jìn)時，停止蹬自行車后，自行車仍然前進(jìn)，是由于它具有慣性。它具有慣性。（2）當(dāng)人騎自行車前進(jìn)時，若緊急剎車，一般情況下要先捏緊后剎車，）當(dāng)人騎自行車前進(jìn)時，若緊急剎車，一般情況下要先捏緊后剎車，然后再捏緊前剎車，或者前后一起捏緊，這樣做是為了防止人由于慣性而然后再捏緊前剎車，或者前后一起捏緊，這樣做是為了防止人由于慣性而向

6、前飛出去。向前飛出去。6能量轉(zhuǎn)化方面能量轉(zhuǎn)化方面（1）當(dāng)人騎自行車下坡時，速度越來越快，是由于重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。）當(dāng)人騎自行車下坡時，速度越來越快，是由于重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。（2）當(dāng)人騎自行車上坡之前要緊蹬幾下，目的是增大速度，來增大動能，）當(dāng)人騎自行車上坡之前要緊蹬幾下，目的是增大速度，來增大動能，這樣上坡時動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，能上得更高一些這樣上坡時動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，能上得更高一些。（3）自行車的車支架上掛有一個彈簧，在它彈起時，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)）自行車的車支架上掛有一個彈簧，在它彈起時，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能，車支架自動彈起。化為動能，車支架自動彈起。二、聲學(xué)知識二、聲學(xué)知識 （1

7、）自行車的金屬車鈴發(fā)聲是由于鈴蓋在不停的振）自行車的金屬車鈴發(fā)聲是由于鈴蓋在不停的振動。動。（2）自行車有些部位零件松動時，騎行時引起振動）自行車有些部位零件松動時，騎行時引起振動發(fā)聲。發(fā)聲。三、熱學(xué)知識三、熱學(xué)知識 （1）在夏天自行車輪胎內(nèi)的氣體不能充得太足，是為了防）在夏天自行車輪胎內(nèi)的氣體不能充得太足，是為了防止自行車爆胎，因?yàn)閷τ谫|(zhì)量、體積一定的氣體，當(dāng)溫度越止自行車爆胎，因?yàn)閷τ谫|(zhì)量、體積一定的氣體，當(dāng)溫度越高，壓強(qiáng)越大，當(dāng)壓強(qiáng)達(dá)到一定程度時，若超過了輪胎的承高，壓強(qiáng)越大，當(dāng)壓強(qiáng)達(dá)到一定程度時，若超過了輪胎的承受能力，就會發(fā)生爆胎的情況。受能力，就會發(fā)生爆胎的情況。（2）用打氣筒給自

8、行車車胎打氣時，不一會兒氣筒壁就會）用打氣筒給自行車車胎打氣時，不一會兒氣筒壁就會熱起來，是因?yàn)榇驓馔驳幕钊麎嚎s氣體做功，氣體內(nèi)能增加，熱起來，是因?yàn)榇驓馔驳幕钊麎嚎s氣體做功，氣體內(nèi)能增加，氣體內(nèi)能傳給筒壁，使筒壁溫度升高。同時打氣過程也是克氣體內(nèi)能傳給筒壁，使筒壁溫度升高。同時打氣過程也是克服活塞和筒壁摩擦力做功過程，也使筒壁內(nèi)能增加，溫度升服活塞和筒壁摩擦力做功過程，也使筒壁內(nèi)能增加，溫度升高。高。四、光學(xué)知識四、光學(xué)知識 （1）自行車的后面都裝有一個反光鏡，它是由許多）自行車的后面都裝有一個反光鏡，它是由許多角反射器組成的。當(dāng)有光線從任意角度射向尾燈時，角反射器組成的。當(dāng)有光線從任意角度

9、射向尾燈時，它都能把光它都能把光“反向射回反向射回”。在夜間，當(dāng)汽車燈光照。在夜間，當(dāng)汽車燈光照到它前方的自行車尾燈上，無論入射方向如何，反到它前方的自行車尾燈上，無論入射方向如何，反射光都能反射到汽車上，其光強(qiáng)遠(yuǎn)大于一般的漫反射光都能反射到汽車上，其光強(qiáng)遠(yuǎn)大于一般的漫反射光，就如發(fā)光的紅燈，能引起汽車司機(jī)的注意。射光，就如發(fā)光的紅燈，能引起汽車司機(jī)的注意。（2）自行車鈴的金屬蓋是凸面鏡，能成正立、縮?。┳孕熊団彽慕饘偕w是凸面鏡，能成正立、縮小的虛象。的虛象。 五、電學(xué)知識五、電學(xué)知識1.電動自行車的基本原理是：由蓄電池提供電能，電動機(jī)電動自行車的基本原理是：由蓄電池提供電能，電動機(jī)驅(qū)動自行車

10、。驅(qū)動自行車。2.自行車前輪旁邊的照明燈能發(fā)光，因?yàn)閮?nèi)部有旋轉(zhuǎn)磁極自行車前輪旁邊的照明燈能發(fā)光，因?yàn)閮?nèi)部有旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，圓形磁體的軸與前輪摩擦轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生感應(yīng)電流。式發(fā)電機(jī)，圓形磁體的軸與前輪摩擦轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生感應(yīng)電流。電流通過小燈泡的燈絲而發(fā)光，把小燈泡放在凹面鏡的焦電流通過小燈泡的燈絲而發(fā)光，把小燈泡放在凹面鏡的焦點(diǎn)處，起到會聚作用，增加燈的亮度點(diǎn)處，起到會聚作用，增加燈的亮度。 這輛無線充電的自行車配置這輛無線充電的自行車配置線圈與電磁轉(zhuǎn)換器，當(dāng)騎著它通線圈與電磁轉(zhuǎn)換器，當(dāng)騎著它通過鋪設(shè)有發(fā)射電磁的線圈道路時，過鋪設(shè)有發(fā)射電磁的線圈道路時，磁場會被激活，進(jìn)而產(chǎn)生電流被磁場會被激活，進(jìn)而產(chǎn)生

11、電流被自行車所使用與儲存，因此可以自行車所使用與儲存，因此可以大幅減少電動自行車的體積與重大幅減少電動自行車的體積與重量。該想法也適用于對手機(jī)、電量。該想法也適用于對手機(jī)、電腦等設(shè)備哦！腦等設(shè)備哦！ 據(jù)英國據(jù)英國每日郵報每日郵報報道，英國里士滿市政報道，英國里士滿市政府推出一項新舉措，鼓勵家長使用一種酷似手推府推出一項新舉措，鼓勵家長使用一種酷似手推車的載物自行車。這種新型自行車不僅環(huán)保，還車的載物自行車。這種新型自行車不僅環(huán)保，還能讓人遠(yuǎn)離交通擁堵的煩惱。能讓人遠(yuǎn)離交通擁堵的煩惱。3.3.從自行車的結(jié)構(gòu)和使用來看，它應(yīng)用了許多自然科學(xué)從自行車的結(jié)構(gòu)和使用來看，它應(yīng)用了許多自然科學(xué)知識，下列有

12、關(guān)它的說法中不正確的是（）知識，下列有關(guān)它的說法中不正確的是（）A A車座的設(shè)計應(yīng)用了壓強(qiáng)的知識車座的設(shè)計應(yīng)用了壓強(qiáng)的知識 B. B. 捏緊剎車把手減速是為了減小慣性捏緊剎車把手減速是為了減小慣性C. C. 車鈴應(yīng)用了聲音發(fā)生和傳播的知識車鈴應(yīng)用了聲音發(fā)生和傳播的知識 D D輪胎和腳蹬做有凹凸不平的花紋，是為增大摩擦輪胎和腳蹬做有凹凸不平的花紋，是為增大摩擦4.4.如圖，請完成圖（如圖，請完成圖（1 1）乙中自行車的角反射器的光路圖）乙中自行車的角反射器的光路圖和圖（和圖（2 2）乙中車閘中杠桿的力臂。）乙中車閘中杠桿的力臂。 (1) (2)B5.5.小李騎自行車參加了旅游活動活動中休息時他停

13、放在烈日下的自行小李騎自行車參加了旅游活動活動中休息時他停放在烈日下的自行車車胎爆裂了，小李分析后猜想：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時，氣車車胎爆裂了，小李分析后猜想：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時，氣體壓強(qiáng)與溫度有關(guān)回家后，小李根據(jù)猜想做了如圖所示的探究實(shí)驗(yàn)：體壓強(qiáng)與溫度有關(guān)回家后，小李根據(jù)猜想做了如圖所示的探究實(shí)驗(yàn)：燒瓶的一端連接在壓強(qiáng)計上，用壓強(qiáng)計中的水銀柱在燒瓶中密閉一定質(zhì)燒瓶的一端連接在壓強(qiáng)計上，用壓強(qiáng)計中的水銀柱在燒瓶中密閉一定質(zhì)量的空氣將燒瓶放入水槽中，給水槽中的水加熱，水溫上升每隔一量的空氣將燒瓶放入水槽中，給水槽中的水加熱，水溫上升每隔一段時間同時用溫度計和壓強(qiáng)計測量水的溫度值（

14、即為瓶中密閉氣體的溫段時間同時用溫度計和壓強(qiáng)計測量水的溫度值（即為瓶中密閉氣體的溫度值）及密閉空氣此時的壓強(qiáng)值在每次測量時都使壓強(qiáng)計左側(cè)水銀液度值）及密閉空氣此時的壓強(qiáng)值在每次測量時都使壓強(qiáng)計左側(cè)水銀液面保持在圖中面保持在圖中A A點(diǎn)的位置不變，各次測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：點(diǎn)的位置不變，各次測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下： （1 1）根據(jù)小李上述實(shí)驗(yàn)過程可知：）根據(jù)小李上述實(shí)驗(yàn)過程可知： 每次測量時都保持壓強(qiáng)計左側(cè)水銀每次測量時都保持壓強(qiáng)計左側(cè)水銀液面保持在圖中液面保持在圖中A A點(diǎn)的位置不變其目的是保持一定質(zhì)量密閉氣體的點(diǎn)的位置不變其目的是保持一定質(zhì)量密閉氣體的 不變不變（2 2）分析上表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知

15、，一定質(zhì)量的氣體，在）分析上表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，一定質(zhì)量的氣體，在 不變時，不變時，氣體的壓強(qiáng)隨氣體的壓強(qiáng)隨 （3 3）在炎熱的夏天，）在炎熱的夏天， 載重汽車在盤山公路下坡行駛時，要不斷往車上載重汽車在盤山公路下坡行駛時，要不斷往車上噴水，主要是通過水的汽化吸熱使輪胎內(nèi)氣體的噴水，主要是通過水的汽化吸熱使輪胎內(nèi)氣體的 來減小輪來減小輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，防止爆胎胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，防止爆胎體積體積體積體積溫度的升高而增大溫度的升高而增大溫度降低溫度降低6電動自行車可以電動騎行，亦可以腳踏騎行。使用前，電動自行車可以電動騎行，亦可以腳踏騎行。使用前，應(yīng)先對車上的蓄電池充電。電動騎行時，蓄電池對車上電動應(yīng)先對車上的蓄電池充電。電動騎行時，蓄電池對車上電動機(jī)供電，電動機(jī)為車提供動力?，F(xiàn)有一輛電動自行車，沿著機(jī)供電，電動機(jī)為車提供動力?，F(xiàn)有一輛電動自行車，沿著水平的道路勻速行駛，在水平的道路勻速行駛，在05h內(nèi)，電動行駛了內(nèi)，電動行駛了9km，此時，此時車上電動機(jī)的工作電壓為車上電動機(jī)的工作電壓為32V，工作電流為，工作電流為4A。 （1）電動自行車在電動騎行啟動時，能量是如何轉(zhuǎn)化的？）電動自行車在電動騎行啟動時，能量是如何轉(zhuǎn)化的？ （2）該自行車行駛的速度是多少？）該自行車行駛的速度是多少？ （3）若該車和人共重）若該車和人共重10