自行车与物理.ppt

自行车与物理学 1 摩擦方面 1 自行车车轮胎 车把套 脚踏板以及刹车块处均刻有一些花纹 增大接触面粗糙程度 增大摩擦力 2 车轴处经常上一些润滑油 以减小接触面粗糙程度 来减小摩擦力 3 所有车轴处均有滚珠 变滑动摩擦为滚动摩擦 来减小摩擦 转动方便 4 刹车时 需要纂紧刹车把 以增大刹车块与车圈之间的压力 从而增大摩擦力 5 紧蹬自行车前进时 后轮受到的摩擦力方向向前 是自行车前进的动力 前轮受到的摩擦力方向向后 是自行车前进的阻力 自行车靠惯性前进时 前后轮受到的摩擦力方向均向后 这两个力均是自行车前进的阻力 2 轮轴方面 1 自行车的车把相当于一个轮轴 车把相当于轮 前轴为轴 是一个省力杠杆 如图3所示 2 自行车的脚踏板与中轴也相当于一个轮轴 实质为一个省力杠杆 3 自行车的飞轮也相当于一个省力的轮轴 3 杠杆方面自行车的刹车把相当于一个省力杠杆 4 惯性方面 1 当人骑自行车前进时 停止蹬自行车后 自行车仍然向前走 是由于它有惯性 2 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 然后再捏紧前刹车 或者前后一起捏紧 这样做是为了防止人由于惯性而向前飞出去 5 声学方面自行车的金属车钤发声是由于铃盖在不停的振动 而汽笛发声是由于汽笛内的气体不断的振动而引起的 6 在夏天自行车轮胎内的气体不能充得太足 是为了防止自行车爆胎 因为对于质量 体积一定的气体 当温度越高 压强越大 当压强达到一定程度时 若超过了轮胎的承受能力 就会发生爆胎的情况 6 光学知识在日常生活中 自行车的后面都装有一个反光镜 它的设计很巧妙 组成如图6所示 它是由三个相互垂直的平面镜组成一个立体直角 用其内表面作为反射面 这叫角反射器 当有光线从任意角度射向尾灯时 它都能把光 反向射回 当光线射向反光镜时 会使后面的人很容易看到 在夜间 当汽车灯光照到它前方的自行车尾灯上 无论入射方向如何 反射光都能反射到汽车上 其光强远大于一般的漫反射光 就如发光的红灯 足以让汽车的司机观察到 7 电学方面在有些自行车上装有小型的发电装置 它利用摩擦转动 就像我们在实验室中看到的手摇发电机一样 发出的电能供给车灯工作 起到一定的照明作用 1 自行车的车座为何设计成马鞍型 答 这样可以增大人与车座的接触面积 减小车座对人的压强 人骑车时感到舒服 骑车不易感到疲劳 2 车坐下的弹簧有什么作用 答 起到减震作用 3 自行车的那些部件是杠杆 答 刹车手闸是一个省力杠杆 车把和前轮也构成省力杠杆 4 自行车的哪些装置是轮轴 答 脚踏和中轴大齿轮组成一个省力轮轴 自行车把也是省力轮轴 后轮上小齿轮和后轮组成一个费力轮轴 5 自行车的手把 脚踏板 轮胎等处 为什么会做有凹凸不平的花纹 答 通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦 6 自行车的哪些部位要减小摩擦 用什么方法来减小 答 自行车上的所有转轴 如中轴 前后轴 飞轮 脚踏板 转轴等部件都要减小摩擦 它们是利用滚珠轴承或润滑剂来减少摩擦的 7 刹车是为什么手要用力 紧急刹车 车为什么能很快停下来 答 刹车皮对钢圈的压力越大 则刹车皮对钢圈的滑动摩擦力越大 用力刹车可以使轮子不再转动 使车轮与路面的滚动摩擦变为滑动摩擦 在相同情况下 滑动摩擦比滚动摩擦大得多 所以车能很快停下来 8 紧急刹车时 新的轮胎为什么会在地面上留下一道黑色的痕迹 答 刹车时 车轮基本不转动 但由于惯性 车子仍向前滑动 此时轮胎要克服地面摩擦做功 机械能转化为内能 轮胎因温度升高而焦化 所以会在地面上留下黑色的痕迹 9 自行车的车龄为什么会发出声音 答 车铃中小锤敲打铃盖 铃盖振动产生声音 10 人面对车铃 会看到自己的像 这是怎么回事 答 车铃盖形状相当于一个凸面镜 人看到的是因反射而成的正立缩小的虚像 11 自行车的前后轮受到的摩擦有什么不同 答 前轮是从动轮 受到的摩擦力方向和运动方向相反 起阻力作用 后轮是驱动轮 他和地面的静摩擦是车前进的动力 方向和运动方向相同 12 脚踏板和后车轮的转动快慢是否相同 答 不相同 后车轮转动较快 这是因为中轴上大齿轮的齿数比后轴上小齿轮的齿数多 13 人骑自行车的正常行驶速度约是多少答 约15km h14 不在蹬车后 自行车为什么仍能运动 答 自行车原来是运动的 当不再蹬时 自行车由于惯性仍保持原来的运动状态 所以自行车仍能运动 15 骑自行车上坡 走s形路线比较省力 这是为什么 答 汽车上坡 不管路线如何 爬上坡顶升高的高度时一样的 但走s形路线所走的路线比较长些 相当于把斜面的长度拉长了 在高度相同的情况下 斜面越长越省力 所以走s形路线省力些 16 骑自行车的人在上坡前 往往要用力蹬几下 这样做有什么好处 答 骑自行上坡过程是动能转化为势能的过程 上坡前用力蹬几下 增大了车的速度 从而增大了车的动能 上坡过程中 这些动能转化为势能 车子容易爬到坡顶 17 自行车下坡时 不再用力蹬车 车一般也会越来越快 这是为什么 答 自行车下坡过程是重力势能转化为动能的过程 动能增大 速度也增大 18 车轮胎为什么要打气答 可减小轮胎的形变 减小骑车前进过程中受到的摩擦力 19 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 这是什么原因 答 主要原因 打气筒的活塞压缩气体成功 气体内能增加 气体内能传给气筒壁 使其筒壁温度升高 次要原因 大气过程也是克服活塞和筒壁摩擦力做功过程 是筒壁内能增加 温度升高 20 如果在夏天车气打足 则轮胎在强烈的阳光照射下 往往会爆胎 这是为什么 答 轮胎中气体在阳光照射下 吸收热量 温度升高 受热膨胀 故车胎易爆 22 快速行驶的自行车