有关自行车的物理知识

【摘 要】

科学技术问题是直接或间接与社会联系的.自行车是很普及的代步和运载工具.自行车的物理知识,一般与中职学生是密切联系的.以自行车为例的物理教学,可以让学生了解科学、技术对社会的作用,了解它们之间的相互联系；使学生觉得物理是有用的,活生生的,是实用性的.

【关 键 词】自行车物理知识滑动摩擦静摩擦力惯性

有关自行车的物理知识很多,如果在物理教学中以它们作为例子,对提高中职学生的学习兴趣,培养他们运用所学的知识来分析实际问题的能力是很有帮助的.下面列举自行车与中职物理有关的知识.

1.自行车的刹车杆件,由一系列省力杠杆组成.可让学生找出这些杠杆及它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂.

2.脚踏板和大齿轮（）是一个轮轴.检测设加在脚踏板上的力是15N,方向始终竖直向下,让学生分析脚踏板转到不同位置时的动力臂,并量出有关尺寸,计算这时大齿轮对链条的作用力为多大.

3.车把（转向龙头）也是一个变形的轮轴,转向时要对它施加一个力偶.

4.座垫、按铃板手等处,尽量增大受力面积,减小压强.

5.各处的滚球,把滑动摩擦改为滚动摩擦,减小有害的摩擦.

6.车轮外胎上的花纹、脚踏板上的花纹、塑料把套上的花纹,增大有益的摩擦.

7.刹车橡皮,刹车过程中开始与钢圈间的摩擦是滑动摩擦,最后是静摩擦.

8.骑自行车时,后轮（主动轮）受到地面的摩擦力向前；前轮（从动轮）受到地面的摩擦力向后,可引导学生分析摩擦力的方向.

9.自行车拐弯时,人和车身一起倾斜一个角度,这时轮胎受到一个沿半经指向圆心的静摩擦力作为向心力.因为地面对车的作用力（支持力与静摩擦力的合力）与重力不在一条直线上,所以人和车一起倾斜.让学生分析倾斜程度与哪些因素有关?为什么自行车在光滑的冰面上不能急拐弯?

10.在平路上骑车,使劲蹬几下以后不再蹬脚踏板,自行车还能行驶很远的一段距离,这是惯性.

11.快速骑车时,要躬身以减小空气阻力；雨天打着伞骑车,增大了空气阻力,说明空气阻力的大小跟物体的正面面积有关.

12.当骑车快速通过拱桥顶（或路面凸处）时,会感到自已对座垫压力减小―失重；快速通过路面凹处底部时,会感到自已对座垫压力增大―超重；联系“失重”和“超重”的原因进行解释.

13.当骑车快速通过积水路面时,可看到附在后轮上的水沿切线方向甩出,说明圆周运动中某点的即时速度方向在这点的切线上.

14.骑车上坡走S形路线,根据功的原理,多通过距离就能省力,反之少通过距离就费力.

15.估测自行车受到阻力的大小.如果停止蹬脚踏板,自行车由于受到阻力,它在水平路面上前进一段距离就停下来.如果测出人和车的总质量m,初速度v0,通过的路程S,根据动能定理-fs等于0-12mv2,就可求出自行车在这段路程中受到的平均阻力f.

16.自行车的车架、车把等部件用空心钢管做成,因为中立面附近的物质几乎不产生阻碍物体形变的弹力,因此空心杆承担弯曲形变的性能并不比同样粗细的实心杆低,而材料节省了,重量减轻了.

17.车铃,利用振动发声的原理.

18.给自行车轮胎打气,利用气体压强与体积的关系.

19.打气时气筒外壁发热,压缩气体所做功转变成热和筒壁热传递的结果.

20.尾灯,里面虽无灯泡,但内壁有许多互成直角的反射面,夜间汽车灯光射来,能被它沿原方向反射回去,这些反射回去的红光引起司机的注意,避免造成交通事故.

综上所述,自行车是学生身边的物理,生活中的物理.它的物理知识贴近了学生生活,也渗透着“科学、技术、社会“教育.自行车的实践应用教学,培养了学生的观察能力、实验能力、分析问题和解决问题的能力,引发了学生对物理学习的兴趣,给人耳目一新的感觉.