自行车中的物理知识（课堂PPT）

1、1中的物理知识21.1.自行车是一种简便无污染的交通工具，看一看它的构造自行车是一种简便无污染的交通工具，看一看它的构造( (如图如图) )，想一想你的使用过程，请提出两个与物理有关的，想一想你的使用过程，请提出两个与物理有关的问题问题( (力、热、声、光、电均可以，不需解答力、热、声、光、电均可以，不需解答):): 如：自行车的轮胎为什么会有花纹如：自行车的轮胎为什么会有花纹? ?问题问题 ？问题问题？32.2.讨论一下，自行车中的物理知识有哪些？比一讨论一下，自行车中的物理知识有哪些？比一比，看哪个小组总结的最多最全面。比，看哪个小组总结的最多最全面。( (可以从力、可以从力、热、光、声、

2、能量、电考虑）热、光、声、能量、电考虑）4一、力学知识一、力学知识1摩擦方面摩擦方面（1）轮胎、车把套、脚踏板以及刹车块处均刻花纹，增大摩擦力。）轮胎、车把套、脚踏板以及刹车块处均刻花纹，增大摩擦力。（2）车轴处经常上润滑油，减小摩擦力。）车轴处经常上润滑油，减小摩擦力。（3）车轴处有滚珠，来减小摩擦。）车轴处有滚珠，来减小摩擦。（4）刹车时，用力捏紧车闸，增大摩擦力。）刹车时，用力捏紧车闸，增大摩擦力。（5）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）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。动力，前轮受到的摩擦力方

3、向向后，是自行车前进的阻力。2简单机械简单机械（1）自行车刹车手闸是一个省力杠杆，车后坐的载物夹也是杠杆。脚踏和）自行车刹车手闸是一个省力杠杆，车后坐的载物夹也是杠杆。脚踏和中轴大齿轮组成一个省力轮轴，后轮上小齿轮和后轮组成一个费力轮轴。车中轴大齿轮组成一个省力轮轴，后轮上小齿轮和后轮组成一个费力轮轴。车把和前叉也构成省力轮轴。把和前叉也构成省力轮轴。（2）上坡走）上坡走S形路线，相当于增加了斜面的长，可以省力，使上坡更容易。形路线，相当于增加了斜面的长，可以省力，使上坡更容易。 3运动方面运动方面（1）自行车的速度约为（）自行车的速度约为（3-5）m/s。（2）以树木为参照物，自行车是向前运

4、动的；以自行车为参照物，树木是）以树木为参照物，自行车是向前运动的；以自行车为参照物，树木是向后退的。向后退的。 54压强方面压强方面（1）一般情况下，轮胎着地总面积大约为）一般情况下，轮胎着地总面积大约为S100cm2，当一普通成年人，当一普通成年人骑自行车时，自行车对地面的压力大约为骑自行车时，自行车对地面的压力大约为F（600N+250N）850N，自行车对地面的压强约为自行车对地面的压强约为85104Pa。（2）自行车的车座较宽大，减小对人的压强。）自行车的车座较宽大，减小对人的压强。（3）在车轴拧螺母处加垫圈，以减小压强。在车轴拧螺母处加垫圈，以减小压强。（4）脚踏板扁而平，以减小它

5、对脚的压强。）脚踏板扁而平，以减小它对脚的压强。（5）内胎要充够足量的气体，在气体的体积、温度一定时，气体的质量）内胎要充够足量的气体，在气体的体积、温度一定时，气体的质量越大，压强越大。越大，压强越大。5惯性方面惯性方面（1）当人骑自行车前进时，停止蹬自行车后，自行车仍然前进，是由于）当人骑自行车前进时，停止蹬自行车后，自行车仍然前进，是由于它具有惯性。它具有惯性。（2）当人骑自行车前进时，若紧急刹车，一般情况下要先捏紧后刹车，）当人骑自行车前进时，若紧急刹车，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然后再捏紧前刹车，或者前后一起捏紧，这样做

6、是为了防止人由于惯性而向前飞出去。向前飞出去。6能量转化方面能量转化方面（1）当人骑自行车下坡时，速度越来越快，是由于重力势能转化为动能。）当人骑自行车下坡时，速度越来越快，是由于重力势能转化为动能。（2）当人骑自行车上坡之前要紧蹬几下，目的是增大速度，来增大动能，）当人骑自行车上坡之前要紧蹬几下，目的是增大速度，来增大动能，这样上坡时动能转化为重力势能，能上得更高一些这样上坡时动能转化为重力势能，能上得更高一些。（3）自行车的车支架上挂有一个弹簧，在它弹起时，弹簧的弹性势能转）自行车的车支架上挂有一个弹簧，在它弹起时，弹簧的弹性势能转化为动能，车支架自动弹起。化为动能，车支架自动弹起。6二、

7、声学知识二、声学知识 （1）自行车的金属车铃发声是由于铃盖在不停的振）自行车的金属车铃发声是由于铃盖在不停的振动。动。（2）自行车有些部位零件松动时，骑行时引起振动）自行车有些部位零件松动时，骑行时引起振动发声。发声。7三、热学知识三、热学知识 （1）在夏天自行车轮胎内的气体不能充得太足，是为了防）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。受能力，就会发生爆

8、胎的情况。（2）用打气筒给自行车车胎打气时，不一会儿气筒壁就会）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，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。高。8四、光学知识四、光学知识 （1）自行车的后面都装有一个反光镜，它是由许多）自行车的后面都装有一个反光镜，它是由许多角反射器组成的。当有光线从任意角度射向尾灯时，角反

9、射器组成的。当有光线从任意角度射向尾灯时，它都能把光它都能把光“反向射回反向射回”。在夜间，当汽车灯光照。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，能引起汽车司机的注意。射光，就如发光的红灯，能引起汽车司机的注意。（2）自行车铃的金属盖是凸面镜，能成正立、缩小）自行车铃的金属盖是凸面镜，能成正立、缩小的虚象。的虚象。 9五、电学知识五、电学知识1.电动自行车的基本原理是：由蓄电池提供电能，电动机电动自行车的基本原理是：由

10、蓄电池提供电能，电动机驱动自行车。驱动自行车。2.自行车前轮旁边的照明灯能发光，因为内部有旋转磁极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。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，增加灯的亮度点处，起到会聚作用，增加灯的亮度。10 这辆无线充电的自行车配置这辆无线充电的自行车配置线圈与电磁转换器，当骑着它通线圈与电磁转换器，当骑着它通过铺设有发射电磁的线圈道路时，过铺设有发射电磁的线圈道路时，磁场会被激活，

11、进而产生电流被磁场会被激活，进而产生电流被自行车所使用与储存，因此可以自行车所使用与储存，因此可以大幅减少电动自行车的体积与重大幅减少电动自行车的体积与重量。该想法也适用于对手机、电量。该想法也适用于对手机、电脑等设备哦！脑等设备哦！11 据英国据英国每日邮报每日邮报报道，英国里士满市政报道，英国里士满市政府推出一项新举措，鼓励家长使用一种酷似手推府推出一项新举措，鼓励家长使用一种酷似手推车的载物自行车。这种新型自行车不仅环保，还车的载物自行车。这种新型自行车不仅环保，还能让人远离交通拥堵的烦恼。能让人远离交通拥堵的烦恼。12133.3.从自行车的结构和使用来看，它应用了许多自然科从自行车的结

12、构和使用来看，它应用了许多自然科学知识，下列有关它的说法中不正确的是（）学知识，下列有关它的说法中不正确的是（）A A车座的设计应用了压强的知识车座的设计应用了压强的知识 B. B. 捏紧刹车把手减速是为了减小惯性捏紧刹车把手减速是为了减小惯性C. C. 车铃应用了声音发生和传播的知识车铃应用了声音发生和传播的知识 D D轮胎和脚蹬做有凹凸不平的花纹，是为增大摩擦轮胎和脚蹬做有凹凸不平的花纹，是为增大摩擦4.4.如图，请完成图（如图，请完成图（1 1）乙中自行车的角反射器的光）乙中自行车的角反射器的光路图和图（路图和图（2 2）乙中车闸中杠杆的力臂。）乙中车闸中杠杆的力臂。 (1) (2)B

13、B145.5.小李骑自行车参加了旅游活动活动中休息时他停放在烈日下的自行小李骑自行车参加了旅游活动活动中休息时他停放在烈日下的自行车车胎爆裂了，小李分析后猜想：一定质量的气体，在体积不变时，气车车胎爆裂了，小李分析后猜想：一定质量的气体，在体积不变时，气体压强与温度有关回家后，小李根据猜想做了如图所示的探究实验：体压强与温度有关回家后，小李根据猜想做了如图所示的探究实验：烧瓶的一端连接在压强计上，用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质烧瓶的一端连接在压强计上，用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气将烧瓶放入水槽中，给水槽中的水加热，水温上升每隔一量的空气将烧瓶放入水槽中，给水槽中的水加热，

14、水温上升每隔一段时间同时用温度计和压强计测量水的温度值（即为瓶中密闭气体的温段时间同时用温度计和压强计测量水的温度值（即为瓶中密闭气体的温度值）及密闭空气此时的压强值在每次测量时都使压强计左侧水银液度值）及密闭空气此时的压强值在每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中面保持在图中A A点的位置不变，各次测量实验数据记录如下：点的位置不变，各次测量实验数据记录如下： （1 1）根据小李上述实验过程可知：）根据小李上述实验过程可知： 每次测量时都保持压强计左侧水银每次测量时都保持压强计左侧水银液面保持在图中液面保持在图中A A点的位置不变其目的是保持一定质量密闭气体的点的位置不变其目的是保持一定

15、质量密闭气体的 不变不变（2 2）分析上表中实验数据可知，一定质量的气体，在）分析上表中实验数据可知，一定质量的气体，在 不变时，不变时，气体的压强随气体的压强随 （3 3）在炎热的夏天，）在炎热的夏天， 载重汽车在盘山公路下坡行驶时，要不断往车上载重汽车在盘山公路下坡行驶时，要不断往车上喷水，主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的喷水，主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的 来减小轮来减小轮胎内气体的压强，防止爆胎胎内气体的压强，防止爆胎体积体积体积体积温度的升高而增大温度的升高而增大温度降低温度降低156电动自行车可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。使电动自行车可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。使用前，

16、应先对车上的蓄电池充电。电动骑行时，蓄电用前，应先对车上的蓄电池充电。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。现有一池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。现有一辆电动自行车，沿着水平的道路匀速行驶，在辆电动自行车，沿着水平的道路匀速行驶，在05h内，电动行驶了内，电动行驶了9km，此时车上电动机的工作电压为，此时车上电动机的工作电压为32V，工作电流为，工作电流为4A。 （1）电动自行车在电动骑行启动时，能量是如何）电动自行车在电动骑行启动时，能量是如何转化的？转化的？ （2）该自行车行驶的速度是多少？）该自行车行驶的速度是多少？ （3）若该车和人共重）若该车和人共重1000N，