自行车中的力学知识.ppt

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1、自行车中的力学知识 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life, there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望1:自行车发展史 自世界上第一辆自行车问世至今自世界上第一辆自行车问世至今已有已有200多年的历史了。多年的历史了。18世纪末，法世纪末，法国人西夫拉克发明了最早的自行车。国人西夫拉克发明了最早的自行车。这辆最早的自行车是木制的，其结构这辆最早的自行车是木制的，其结构比较简单，既没有驱动装置，也没有比较简单，既没有驱动装置，也没有转向装置，骑车人靠双脚用力蹬地前转向装置，骑车人靠双脚用力蹬地前行，

2、改变方面时也只能下车搬动车子。行，改变方面时也只能下车搬动车子。即使这样，当西夫拉克骑着这辆自行即使这样，当西夫拉克骑着这辆自行车到公园兜风时，在场的人也都颇为车到公园兜风时，在场的人也都颇为惊异和赞叹。惊异和赞叹。 自行车中 的 力学知识 世界上第一批真正实用型的世界上第一批真正实用型的自行车出现于自行车出现于19世纪初。世纪初。1817年，年，德国人德莱斯在法国巴黎发明了德国人德莱斯在法国巴黎发明了带车把的木制两轮自行车。这种带车把的木制两轮自行车。这种自行车虽然仍旧用脚蹬才能前行，自行车虽然仍旧用脚蹬才能前行，但是可以一边前行一边改变方向，但是可以一边前行一边改变方向，它一问世便引起了人

3、们的极大兴它一问世便引起了人们的极大兴趣。法国人大量进行仿制，一时趣。法国人大量进行仿制，一时间，巴黎街头涌现出成百上千的间，巴黎街头涌现出成百上千的自行车。自行车。1830年，法国政府还为年，法国政府还为邮差配备了自行车作为交通工具。邮差配备了自行车作为交通工具。1:自行车发展史自行车中 的 力学知识 在在20世纪世纪,亚洲的中国获得了前所亚洲的中国获得了前所未有的普及和发展。现在中国的自行未有的普及和发展。现在中国的自行车产量、消费量、出口量均居世界第车产量、消费量、出口量均居世界第一。中国老百姓拥有一。中国老百姓拥有5亿多辆自行车。亿多辆自行车。年出口达到年出口达到2000万辆。从某种意

4、义上万辆。从某种意义上来说，中国是一个自行车的王国。每来说，中国是一个自行车的王国。每天清晨和落日时分，滚滚车流在中国天清晨和落日时分，滚滚车流在中国的城市中碾动，这是最为壮观的一道的城市中碾动，这是最为壮观的一道风景，这是一条现代中国流动的长城。风景，这是一条现代中国流动的长城。然而随着社会的发展，城市的主角已然而随着社会的发展，城市的主角已由两个轮子让位于四个轮子。由两个轮子让位于四个轮子。 1:自行车发展史自行车中 的 力学知识 50年代，自行车还是较为稀少的工具年代，自行车还是较为稀少的工具60、70年代，自行车已经在人们的生年代，自行车已经在人们的生活中占有重要位置，与缝纫机、手表、

5、并称为三大件，成为一个家庭富裕的象活中占有重要位置，与缝纫机、手表、并称为三大件，成为一个家庭富裕的象征。人们谈飞鸽、永久征。人们谈飞鸽、永久，不啻于今天人们谈论，不啻于今天人们谈论捷达、富康捷达、富康，谁家的自行车，谁家的自行车丢失了，公安局、派出所会立案侦破。在以轿车为高官专属的年代，自行车是丢失了，公安局、派出所会立案侦破。在以轿车为高官专属的年代，自行车是百姓的自豪。百姓的自豪。 80、90年代，自行车的生产发生了很大变化，千篇一律的老样年代，自行车的生产发生了很大变化，千篇一律的老样式被五光十色的新式样刷新。式被五光十色的新式样刷新。飞鸽飞鸽、永久永久也不再独享殊荣。山地车、变速也不

6、再独享殊荣。山地车、变速车、高档赛车、电力自行车等遍地开花。自行车单一的实用功能衍变出娱乐功车、高档赛车、电力自行车等遍地开花。自行车单一的实用功能衍变出娱乐功能，健身功能渗透了审美、健康和环保的观念能，健身功能渗透了审美、健康和环保的观念 1:自行车发展史自行车中 的 力学知识 同学们通过了解和观察自行车发展史，能否找到它们有什么 共同之处？ 1:自行车发展史自行车中 的 力学知识2:自行车结构自行车中 的 力学知识车把车把 前叉 前轴前轴 前轮前轮 车把、前叉、前车把、前叉、前轴、前轮等部件轴、前轮等部件组成组成 了了-导向导向系统系统 . 乘骑乘骑者可以通过操纵者可以通过操纵车把来改变行

7、驶车把来改变行驶方向并保持车身方向并保持车身平衡。平衡。 1:导向系统导向系统2:自行车结构自行车中 的 力学知识脚蹬脚蹬 中轴中轴 链条链条 曲柄曲柄 链轮链轮 飞轮飞轮 后轴后轴 后轮后轮 脚蹬、中轴、链轮、脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成轴、后轮等部件组成-驱动（传动或行走）系驱动（传动或行走）系统统 人的脚的蹬力是靠人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行件传动的，从而使自行车不断前进。车不断前进。 2:自行车结构自行车中 的 力学知识1:导向系统导向系统2:驱动（传

8、动或行走）系统驱动（传动或行走）系统闸把闸把钢丝绳钢丝绳 闸皮闸皮 闸把闸把,钢丝绳钢丝绳,闸等皮部件闸等皮部件组成组成 -制动系统制动系统 3、制动系统、制动系统 3:知识应用自行车中 的 力学知识a测量中的应用测量中的应用 普通车轮的直径普通车轮的直径 0.71米或米或0.66米米 运用自行车可测量跑运用自行车可测量跑道的长度，那么转过一圈道的长度，那么转过一圈长度为直径乘圆周率长度为直径乘圆周率，即，即约约2.23米或米或2.07米，然后，米，然后，让车沿着跑道滚动，记下让车沿着跑道滚动，记下滚过的圈数滚过的圈数n，则跑道长为，则跑道长为n2.23米或米或n2.07米米3:知识应用自行车

9、中 的 力学知识b力和运动的应用力和运动的应用 (1)减小与增大摩擦减小与增大摩擦 车的前轴、中轴及后轴均车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦，人们常在这些一步减小摩擦，人们常在这些部位加润滑剂部位加润滑剂 . 多处刻有凹凸不平的花纹以多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎，车把手增大摩擦。如车的外胎，车把手塑料套，蹬板套、闸把套等。变塑料套，蹬板套、闸把套等。变滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时，车轮不再滚动，而如在刹车时，车轮不再滚动，而在地面上滑动，摩擦大大增加了，在地面上滑动，摩擦大大增加了，故

10、车可迅速停驶。而在刹车的同故车可迅速停驶。而在刹车的同时，手用力握紧车闸把，增大刹时，手用力握紧车闸把，增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。轮滚动的目的。 (2)弹簧的减震作用弹簧的减震作用 车的座垫下安有许多根车的座垫下安有许多根弹簧，利用它的缓冲作用弹簧，利用它的缓冲作用以减小震动。以减小震动。3:知识应用自行车中 的 力学知识c压强知识的应用压强知识的应用 (1)自行车车胎上刻有载重量。自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。大而被压破。 (2)座垫呈马鞍型，它能座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体

11、的接触面够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使积以减小臀部所受压强，使人骑车不易感到疲劳。人骑车不易感到疲劳。 3:知识应用自行车中 的 力学知识d简单机械知识的应用简单机械知识的应用 自行车制动系统中的自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大对刹车皮的杠杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或拉力。自行车为了省力或省距离，还使用了轮轴：省距离，还使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与转轴等与飞轮及龙头与转轴等。 3:知识应用自行车中 的 力学知识e功、机械能的知识运用功、机械能的知识运用 (1)根据功的原理：省力必

12、根据功的原理：省力必定费距离。因此人们在上坡时，定费距离。因此人们在上坡时，常骑常骑“S形形”路线就是这个道路线就是这个道理。理。 (2)动能和重力势能的相互动能和重力势能的相互转化转化 如骑车上坡前，人们往如骑车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，就容易上往要加紧蹬几下，就容易上去些，这里是动能转化为势去些，这里是动能转化为势能。而骑车下坡，不用蹬，能。而骑车下坡，不用蹬，车速也越来越快，此为势能车速也越来越快，此为势能转化为动能。转化为动能。 3:知识应用自行车中 的 力学知识f惯性定律的运用惯性定律的运用 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。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，切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！车，否则会出现翻车事故！