自行车中的物理原理研究学习报告.doc

自行车中的物理原理研究性学习报告班 级 高一（8）班指导教师 谭元富组 长 李 远组 员 黄思睿 徐阳东 董益明 谭 煜巴东一中综合实践活动（研究性学习）项目（课题）计划表课题（项目）名称自行车中的物理原理所属学科请在确认的学科上划“”数学（ ）物理学（ ）化学（ ）微生物学（ ）环境科学（ ）生物化学（ ）工程学（ ） 动物学（ ） 植物学（ ） 医药与健康（ ）地球与空间科学（ ）计算机科学（ ）行为与社会科学（ ）指导教师谭元富主 要 分 工小组组长李 远班级108组织分工，进行实验黄思睿班级108查询资料徐阳东班级108查询资料谭 煜班级108实地实验董益明班级108理论探究班级课题（项目）背景中国自行车历史悠久，是生活中重要的代步工具。自行车虽然结构简单，但其中蕴含了许多物理原理。活动所需条件自行车一辆，上坡处，平坦开阔地，互联网。活动目的及意义探究物理学中有关自行车的实际应用。活动内容1、上网查询相关资料；2、实践探究规律；3、理论难规律。活动形式实验法（ ）、调查法（ ）、文献法（ ）访谈法（ ）、观察法（ ）、设计制作（ ）、其他（ ）活动计划1、由徐与黄上网查询相关资料。2、由谭煜实地骑自行车探究相关物理现象及规律。3、由董益明运用已学物理知识进行理论验证。预期成果预期成果及最终成果形式：活动报告（ ）、研究报告（ ）、实验报告（ ）、活动报告（ ）、调查报告（ ）、实物（ ），其他形式：评审意见 指导教师： 年 月 日巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表项目（课题）名称自行车中的物理原理活动时间课时数2活动地点参加活动成员李远、黄思睿、徐阳东、谭煜、董益明活动内容首先，在平常生活中发现在上坡时，不同路线的受力情况不同再次，查阅相关资料，了解走“S”形省力然后，制定实验方案最后，得出结论活动形式（如小组讨论、访问专家、实验、查阅资料、调查、实地测量等）实验，小组讨论活动过程1、 第一次我们模拟的是沿直线上坡的情景。2、 第二次我们模拟的是沿“S”形路线上坡的情景。活动结果（得到了什么结论、解决了哪能些问题、是否完成了预定的目标和计划，出现了什么新问题等）实验结果表明，第一次虽然路程短，但费力；第二次虽然路线长，但省力，在高度相同的情况下，斜面越长越省力。指导教师意见 签名： 巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表项目（课题）名称研究自行车中的物理原理活动时间课时数2活动地点学校操场参加活动成员李远、黄思睿、徐阳东、谭煜、董益明活动内容1、 探究车把的杠杠原理。2、 探究刹车闸、货架、三角杠的杠杆原理。3、 探究脚蹬和齿轮的轮轴原理。活动形式（如小组讨论、访问专家、实验、查阅资料、调查、实地测量等）小组讨论实验活动过程1、小组成员其中两名先在操场的跑道上自行车，并进行刹车、转弯等实验。2、小组另外三名成员观察骑车时自行车的运动情况，通过骑车成员的感受进行分析，了解其内在的杠杆和轮轴原理。活动结果（得到了什么结论、解决了哪能些问题、是否完成了预定的目标和计划，出现了什么新问题等）1、只要稍稍转动车把，自行车便能转弯，说明车把是一个省力杠杆。2、快速行驶时，通过车刹使用很小的力便能使自行车减速，说明车闸也是一个省力杠杆。3、脚瞪半径大于花盘轮半径，故两者组成省力轮轴。指导教师意见 签名： 巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表项目（课题）名称活动时间课时数2活动地点参加活动成员李远、黄思睿、徐阳东、谭煜、董益明活动内容首先，在平常生活中我们发现不同刹车情景要采用不同刹车方案再次，制定实验方案最后，得出实验结论活动形式（如小组讨论、访问专家、实验、查阅资料、调查、实地测量等）实验，小组讨论活动过程1、第一组我们模拟的是按刹车的情景。2、第二组我们模拟的是按前刹车的情景。3、第三组我们模拟的是按后刹车的情景。活动结果（得到了什么结论、解决了哪能些问题、是否完成了预定的目标和计划，出现了什么新问题等）当人骑自行车前进时，若遇到紧急情况，一般情况下要先捏紧后刹车，然后捏紧前刹车，或者前后一起捏紧，这样做为了因惯性而向前飞去，下坡时切忌单独使用前刹。指导教师意见 签名： 巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表项目（课题）名称研究自行车中的物理原理活动时间课时数2活动地点学校操场参加活动成员李远、黄思睿、徐阳东、董益明、谭煜活动内容 1、探究自行车中的压强现象。 2、探究自行车中杠杆的现象。活动形式（如小组讨论、访问专家、实验、查阅资料、调查、实地测量等）小组讨论，实验活动过程 1、骑自行车，研究臀部压强和脚蹬板的压强。 2、扭动车把，观察其中的物理杠杆知识。 观察刹车闸，后轴齿轮和后轮中的杠杆知识。活动结果（得到了什么结论、解决了哪能些问题、是否完成了预定的目标和计划，出现了什么新问题等） 1、自行车坐垫呈马鞍型，能增大与人的接触面积而减小压强，脚蹬板很宽，也是为了减小压强。 2、车把是省力杠杆，后轴齿轮是费力杠杆。指导教师意见 签名： 巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表项目（课题）名称研究自行车中的物理原理活动时间课时数活动地点学校操场参加活动成员李远、黄思睿、徐阳东、董益明、谭煜活动内容 探究骑自行车过程中纽性及能的知识。 在飞跃障碍物时的技巧 上上坡的技巧 上上坡路线活动形式（如小组讨论、访问专家、实验、查阅资料、调查、实地测量等）实地考察，小组讨论活动过程 1、首先我们用较大力飞跃障碍物，看落地距离，然后改变蹬斩，观察。2、在上坡处改变路线。活动结果（得到了什么结论、解决了哪能些问题、是否完成了预定的目标和计划，出现了什么新问题等）在跨障碍物时用力越大，由于惯性飞得越远上坡时走S形路线较轻松指导教师意见 签名： 巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表项目（课题）名称研究自行车中的物理原理活动时间课时数活动地点参加活动成员李远、黄思睿、徐阳东、董益明、谭煜活动内容 1、探究自行车胎的加气程度与温度的关系。 2、探究给自行车打气时气筒的有关热力学的知识。活动形式（如小组讨论、访问专家、实验、查阅资料、调查、实地测量等）小组讨论，实验，查阅资料活动过程1、 两名小组成员对自行车加气，观察气筒的温度变化2、 一名小组成员上网查阅有关自行车的热力学知识 3、剩下的两名成员进行讨论，分析其中的热力原理，并向老师请教活动结果（得到了什么结论、解决了哪能些问题、是否完成了预定的目标和计划，出现了什么新问题等） 1、若将车胎中的气打得足足的，夏天高温容易爆胎，原因是烈日下车胎内气温高，压强增大，使车胎爆裂。 2、用气筒给自行车打气时气筒壁会热起来，原因是活塞压缩气体做功，气体内能增加，气体内能传给筒壁，使筒壁温度升高。指导教师意见 签名： 巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表项目（课题）名称研究自行车中的物理原理活动时间课时数2活动地点学校操场参加活动成员李远、黄思睿、徐阳东、董益明、谭煜活动内容 1、探究自行车中声的现象（铃声）。 2、探究自行车中光的现象（尾灯）。 3、探究自行车中摩擦的现象（刹车）。活动形式（如小组讨论、访问专家、实验、查阅资料、调查、实地测量等）小组讨论，实验活动过程 1、将自行车摆到操场，把手经过手的拨动而发声，用手按住铃就盖不响了。 2、用手电筒照射尾灯，观察现象。 3、观察车把套；观察车轮花槽；实地实验。活动结果（得到了什么结论、解决了哪能些问题、是否完成了预定的目标和计划，出现了什么新问题等） 1、车铃通过齿轮带动敲打铃盖发出声音，不振动，就没有声音。 2、车把套与花槽都可以加大摩擦（通出增大粗糙程度）。指导教师意见 签名： 巴东一中综合实践活动（研究性学习）过程记录表项目（课题）名称研究自行车中的物理原理活动时间课时数活动地点学校操场参加活动成员李远、黄思睿、徐阳东、董益明、谭煜活动内容 探究变速齿轮中的物理原理。 我们探究人在骑车时，两脚踩“牙盘”转动，并不断改变齿轮，探究所需的力和快慢。活动形式（如小组讨论、访问专家、实验、查阅资料、调查、实地测量等）查阅资料，实地实践活动过程 1、第一次模拟运用大齿轮组爬坡的情景，实验中自行车行进速度较快，也比较省力。 2、第二次模拟运用，小齿轮组爬坡的情景，实验中行进速度较慢，实验者感到较吃力。活动结果（得到了什么结论、解决了哪能些问题、是否完成了预定的目标和计划，出现了什么新问题等） 在新型变速自行车中，中轴链轮上有直径不同，齿数不同的齿盘，选择不同齿盘，后轮转动快慢会改变。指导教师意见 签名： 自行车中的物理知识 自行车是中国老百姓最常用的交通工具。从自行车的结构和使用来看，它涉及了许多物理知识，现归纳如下： 一、声的现象：自行车车铃的把手经过手的拨动，带动了齿轮，齿轮使带有弹簧锤的轴旋转起来，弹簧锤敲打铃盖，车铃就叮铃响。拨动自行车的车铃能发声，是因为振动的物体能发声，用手按住铃盖，振动停止，铃声就不响了。 二、光的现象：自行车的尾灯的反射面由很多红色的立方体直角组，可以把照在尾灯上的光向各个方向反射，使车后各个方向上的人均能看到红色的光，以防止交通事故的发生。 二、摩擦的现象： 1车的前轴、中轴、后轴上装有滚动轴承及润滑油，车轮是圆形的，是为了减少摩擦。 2车外胎、把手塑料套和脚踏板上都刻有花纹，车的把手上有袄凹槽，是为了增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。 3若车铃不响，是冈为轴与齿轮之间的咬合部分太涩了，加几滴油润滑，减小摩擦。 4车把的塑料套紧套在车把套上，是为了增大与车把套的压力来增大摩擦。 5刹车时，应用力捏车闸，是为了增大压力来增大摩擦。 6旋紧白行车各种紧固螺丝，是为了增大压力来增大摩擦。 7自行车的前轮为从动轮，摩擦力的方向向后，与运动的方向相反。后轮为主动轮，摩擦力的方向向前，与车运动的方向相同。紧急刹车时，轮子与地面的摩擦属于滑动摩擦。 四、压强的现象： 1白行车的坐垫呈马鞍型，它能够增大坐垫与人体的接触面积，以减小臀部的压强。 2脚瞪板很宽，也是为了增大与脚的接触面积，以减小脚部的压强。 3用橡胶制成的车胎并且打足气，是为了通过减轻压力来减小对地面的压强，同时通过弹力的作用可起缓冲作用。 4给车胎打气时，越打越费力，车胎越硬，是冈为越打里面的气体越多，里面的压强越大。 五、杠杆的现象： 1控制前轮转向的杠杆车把：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运动方向和平衡。4、给车胎打气时，越打越费力，车胎越硬，是因为越打里面的气体越多， 里面的压强越大。 杠杆的现象：L、控制前轮转向的杠杆车把：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运动方向和平衡。2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比较大的压力压到车轮的钢圈上。 3支持人重和货重的杠杆三角杠、货架、前叉、后三角杠：用以形成车重和承重。4中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴，因为脚蹬半径大于花盘齿轮的半径。5自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴，因为手握把外的半径大于前叉轴的半径。6自行车后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴，因为齿轮的半径小于后轮 的半径。 电的现象：自行车前轮旁边的照明灯能发光，因为内部有旋转磁极式发电 机，圆形磁体的轴与前轮摩擦转动而产生感应电流。电流通过小灯泡的灯丝而发光，把小灯泡放在凹面镜的焦点处，起到会聚作用，增加灯的亮度。 (七)热的问题： 1夏天，将自行车车胎中的气打得足足的，若停在烈日下，车胎会爆裂。 因为在烈日下，车胎内的气温升高，压强增大，当压强增大到超过车胎所能承受 的最大压强时，车胎会爆裂。 2用打气筒给自行车车胎打气时，不一会儿气筒壁就会热起来，是因为打 气筒的活塞压缩气体做功，气体内能增加，气体内能传给筒壁，使筒壁温度升高。 同时打气过程也是克服活塞和筒壁摩擦力做功过程，也使筒壁内能增加，温度升 高。惯性及能的知识：骑自行车行驶时，当不用力蹬脚蹋板时，自行车还会继 续向前运动是由于惯性的原因。另外，骑自行车飞跃障碍物时，落地时，应先使 后轮着地，防止因为具有惯性而翻车。而当骑自行车上坡时，都应先加紧用力蹬几下，目的是为了增大速度，以获得更大的动能，来转化更多的重力执能，升的更高一些。力的知识：自行车坐垫下的有许多弹簧，主要的通过缓冲作用减小震动。2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比较大的压力压到车轮的钢圈上。 3支持人重和货重的杠杆一三角杠、货架、前叉、后三角杠：用以形成车重和承重。4中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴，因为脚蹬半径大于花盘齿轮的半径。5白行车手把与前义轴：组成省力轮轴，冈为手握把外的半径大于前叉轴的半径。 6白行车后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴，冈为齿轮的半径小于后轮的半径。 六、电的现象：白行车前轮旁边的照明灯能发光，因为内部有旋转磁极式发电机，圆形磁体的轴与前轮摩擦转动而产生感应电流。电流通过小灯泡的灯丝而发光，把小灯泡放在凹面镜的焦点处，起到会聚作用，增加灯的亮度。 七、有关热的问题： 1夏天，将自行车车胎中的气打得足足的，若停在烈日下，车胎会爆裂。因为在烈日下，车胎内的气温升高，压强增大，当乐强增大到超过车胎所能承受的最大压强时，车胎会爆裂。