自行车上的物理知识

　　你知道自行车上有哪些物理知识吗？下面我们来看一看。

　　1、自行车上的摩擦知识。

　　①自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹

　　摩擦力的大小跟两个因素有关：压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大，摩擦力越大；接触面越粗糙，摩擦力越大。自行车外胎有凸凹不平的花纹，这是通过增大自行车与地面间的粗糙程度，来增大摩擦力的，其目的是为了防止自行车打滑。

　　②自行车为什么能前进？

　　当我们骑在自行车上时，由于人和自行车对地面有压力，轮胎和地面之间不光滑，因此自行车与路面之间有摩擦，不过，要问自行车为何能前进？这还是依靠后轮与地面之间的摩擦而产生的，这个摩擦力的方向是向前的。那前轮的摩擦力是干什么的？阻碍车的运动！其方向与自行车前进方向相反。正是这两个力大小相等，方向相反，所以自行车作匀速运动。不过，当人们在地上推自行车前进时，前轮和后轮的摩擦力方向都向后。那谁和这两个力平衡呢？脚对地面的摩擦力向前！

　　③刹车以后，自行车为何能停止？

　　刹车时，刹皮与车圈间的摩擦力，会阻碍后轮的转动。手的压力越大，刹皮对车圈的压力就越大，产生的摩擦力也就越大，后轮就转动的越慢。如果完全刹死，这时后轮与地面之间的摩擦就变为滑动摩擦力（原来为滚动摩擦，方向向前），方向向后，阻碍了自行车的运动，因此就停下来了。

　　④自行车哪些地方安有钢珠？为什么安钢珠？

　　在自行车的前轴、中轴、后轴、车把转动处，脚蹬转动处等地方，都安有钢珠。

　　人们骑自行车总是希望轻松、灵活、省力。而用滚动代替滑动就可以大大减小摩擦力，因此要在自行车转动的地方安装钢珠，我们可以经常加润滑油，使接触面彼此离开，这样就可以使摩擦力变得更小。

　　2、自行车上的杠杆、轮轴知识。

　　①自行车上的杠杆

　　A、控制前轮转向的杠杆：自行车的车把，是省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前轮，来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。

　　B、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较大的压力压到车轮的钢圈上。

　　②自行车上的轮轴

　　A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴（脚蹬半径大于花盘齿轮半径）。

　　B、自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴（手把转动的半径大于前叉轴的半径）。

　　C、后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴（齿轮半径小于后轮半径）。

　　3、自行车上的气压知识。

　　自行车内胎充气：早期的各种轮子都是木轮、铁轮，颠簸不已。现代自行车使用充气内胎主要是使胎内的压强增大，可以起到缓冲的作用，同时可以减小自行车前进的阻力。

　　气门芯的作用：充气内胎上的气门芯，起着单向阀门的作用，只让气体进入，不让气体外漏，方便进气，保证充气内胎的密封。

　　4、自行车上光学知识。

　　自行车上的红色尾灯，不能自行发光，但是到了晚上却可以提醒司机注意，因为自行车的尾灯是由很多蜂窝状的“小室”构成的，而每一个“小室”是由三个约成90度的反射面组成的。这样在晚上时，当后面汽车的灯光射到自行车尾灯上，就会产生反射光，由于红色醒目，就可以引起司机的注意。

　　自行车在我国是很普及的代步和运载工具。在它的“身上”运用了许多力学知识

　　1.测量中的应用

　　在测量跑道的长度时，可运用自行车。如普通车轮的直径为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。

　　2.力和运动的应用

　　（1）减小与增大摩擦。

　　车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦，人们常在这些部位加润滑剂。

　　多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎，车把手塑料套，蹬板套、闸把套等。变滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。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，故车可迅速停驶。而在刹车的同时，手用力握紧车闸把，增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。

　　（2）弹簧的减震作用。

　　车的座垫下安有许多根弹簧，利用它的缓冲作用以减小震动。

　　3.压强知识的应用

　　（1）自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。

　　（2）座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车不易感到疲劳。

　　4.简单机械知识的应用

　　自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离，还使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与转轴等。

　　5.功、机械能的知识运用

　　（1）根据功的原理：省力必定费距离。因此人们在上坡时，常骑“S形”路线就是这个道理。

　　（2）动能和重力势能的相互转化。

　　如骑车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，就容易上去些，这里是动能转化为势能。而骑车下坡，不用蹬，车速也越来越快，此为势能转化为动能。

　　6.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，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！

阅读短文，回答问题．
在我国随着人民生活水平的提高加上“汽车下乡”政策的实施，不少农村家庭都购买了汽车，汽车开始进入普通百姓家庭．家住农村的小明同学家买了一辆崭新的奇瑞风云2三厢汽车（如图），相关参数配置如下表所示．他高兴极了，把车的里里外外都观察了个够．通过观察，小明发现汽车上的许多部件都用到了物理知识，下面是他列出的几项，请你帮他补充完整．

参　　　　　　　数
车身重量	1200kg	每个轮胎与地面的接触面	200cm2	变速器形式	5档手动
全车长度	4269mm	车身宽度	1686mm	车身高度	1492mm
最高车速	160（km/h）	油箱容积	50L	理论油耗	6L/100km

（1）汽车的发动机是汽油机，从能源可否再生的角度看，汽油是______能源．
（2）汽车驾驶室座位上有一根安全带，安全带的宽度比较大，让司机系上时觉得舒服；下面对此解释正确的是______
A．增大受力面积，增大压强　　
B．减小安全带对司机身体的压力
C．增大受力面积，减小压强　　
D．增大安全带对司机身体的压力
（3）如果汽车停放在水平路面上，则该汽车对水平地面的压强是______Pa．
（g取10N/kg）
（4）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的______较大的性质；如果散热器中装有5kg的水，在温度升高10℃的过程中，水吸收的热量是______J．[已知c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]
（5）如果小明家的汽车正常行驶100km （已知：1L=10^-3m³，汽油的密度为0.71×10³kg/m³、热值为4.6×l0⁷J/kg）．则：
①查阅上面表格中的汽车参数可知，理论情况下该车行驶100km所消耗的汽油的质量是______kg；理论情况下该车行驶100km汽油完全燃烧所产生的热量是______J．
②若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图所示，则在0-5s时间内，轿车发动机做功______J；轿车以30m/s速度匀速直线运动时受到的阻力是______N．

在抵制日货运动中，小将同学家响应号召，购买了一辆国产轿车，如图所示，汽车应用了许多物理知识。请你运用所学的物理知识解答下列问题：

（1）汽油机是汽车的“心脏”，汽油机的做功冲程是将　　　 能转化为　　　 能。

（2）小轿车前方的挡风玻璃是倾斜的，目的是为了使车内物体所成的　　 像（选填“实”或“虚”）位于玻璃的上方，不妨碍司机视线。

（3）有的轿车车尾部安装一个“气流偏导器”，它是依据　　　　　　　　　　　　　 的原理，当轿车高速行驶时，能产生较大的抓地力。

（4）汽车发动机是用水作冷却剂的，这是利用了水的　　　　　 的性质；冬天，小将的父亲开车行驶在路上，不一会儿汽车挡风玻璃的内侧出现了一层“白雾”，为了尽快消除“白雾”，你认为应该开启空调的　　 （填“冷”或“热”）风，从而加快水的　　　　　 。　

（5）开车上坡前，往往加大油门，以提高汽车的速度，这是为了增大　　　 　　 （选填“惯性”和“动能”）；