自行车上的物理知识 自行车的结构涉及到哪些物理知识
自行车是我们日常生活中一种普遍的交通工具，常见的有普通载重自行车、轻便自行车、山地自行车、童车、赛车、电动自行车等．它结构简单，方便实用。常见的自行车，在其中涉及到很多物理知识，包括杠杆、轮轴、摩擦、压强、能量的转化等力学、热学及光学知识,下面就自行车上的知识来全面介绍一下 一、力学知识 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．压强方面 (1)一般情况下，充足气的自行车轮胎着地面积大约为S=2×10Cm×5cm=100×cm2，当一普通的成年人骑自行车前进时，自行车对地面的压力大约为F=(500N+150N)=650N，可以计算出自行车对地面的压强为6.5×104Pa． (2)在车轴拧螺母处要加一个垫圈，来增大受力面积，以减小压强． (3)自行车的脚踏板做得扁而平，来增大受力面积，以减小它对脚的压强， (4)自行车的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． (5)自行车的车座做得扁而平，来增大受力面积，以减小它对身体的压强． 3．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． 4．杠杆方面 自行车的刹车把相当于一个省力杠杆． 5．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． 6．能量转化方面 (1)当人骑自行车下坡时，速度越来越快，是由于下坡时人和自行车的重力势能转化为人和自行车的动能． (2)当人骑自行车上坡之前要紧蹬几下，目的是增大速度，来增大人和自行车的动能，这样上坡时动能转化为重力势能，能上得更高一些． (3)自行车的车梯上挂有一个弹簧，在它弹起时，弹簧的弹性势能转化为动能，车梯自动弹起． 7．声学方面 (1)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． 8．齿轮传动方面 (1)线速度和角速度的关系，如图5所示，设齿轮边缘的线速度为v ，齿轮的半径为R，齿轮转动的角速度为ω，则有v = ωR． 二、热学知识 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． 三、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． 四、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*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/h
14、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。
21、如何用自行车测量跑道的长度？
答：一般普通车轮的直径为0.71米或0.66米。那么转过一圈长度为直径乘圆周率π，即约2.23米或2.07米，然后，让车沿着跑道滚动，记下滚过的圈数n，则跑道长为n×2.23米或n×2.07米。
22、快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮为什么会跳起来？
答：这是因为前轮受到阻力而突然停止运动，但车上的人和后轮没有受到阻力，根据惯性定律，人和后轮要保持继续向前的运动状态，所以后轮会跳起来。
切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！