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中学生物理小常识：自行车中的物理
2014-02-02 11:49:54

　　自行车是中国老百姓最常用的交通工具。从自行车的结构和使用来看，它涉及了许多物理知识，现归纳如下：

　　声的现象：

　　自行车车铃的把手经过手的拨动，带动了齿轮，齿轮使带有弹簧锤的轴旋转起来，弹簧锤敲打铃盖，车铃就叮铃响。拨动自行车的车铃能发声，是因为振动的物体能发声，用手按住铃盖，铃声振动停止。

　　光的现象：

　　自行车的尾灯的反射面由很多红色的立方体直角组，可以把照在尾灯上的光向各个方向反射，使车后各个方向上的人均能看到红色的光，以防止交通事故的发生。

　　摩擦的现象：

　　1.车的前轴、中轴、后轴上装有滚动轴承及润滑油，车轮是圆形的，是为了减少摩擦。

　　2.车外胎、把手塑料套和脚踏板上都刻有花纹，车的把手上有凹槽，是为了增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。

　　3.若车铃不响，是因为轴与齿轮之间的咬合部分太涩了，加几滴油润滑，减小摩擦。

　　4.车把的塑料套紧套在车把套上，是为了增大与车把套的压力来增大摩擦。

　　5.刹车时，应用力捏车闸，是为了增大压力来增大摩擦。

　　6.旋紧自行车各种紧固螺丝，是为了增大压力来增大摩擦。

　　7.自行车的前轮为从动轮，摩擦力的方向向后，与运动的方向相反。后轮为主动轮，摩擦力的方向向前，与车运动的方向相同。紧急刹车时，轮子与地面的摩擦属于滚动摩擦。

　　压强的现象：

　　1.自行车的坐垫呈马鞍型，它能够增大坐垫与人体的接触面积，以减小臀部的压强。

　　2.脚蹬板很宽，也是为了增大与脚的接触面积，以减小脚部的压强。

　　3.用橡胶制成的车胎并且打足气，是为了通过减轻压力来减小对地面的压强，同时通过弹力的作用可起缓冲作用。

　　4.给车胎打气时，越打越费力，车胎越硬，是因为越打里面的气体越多，里面的压强越大。

　　杠杆的现象：

　　1.控制前轮转向的杠杆──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运动方向和平衡。

　　2.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比较大的压力压到车轮的钢圈上。

　　3.支持人重和货重的杠杆──三角杠、货架、前叉、后三角杠：用以形成车重和承重。

　　4.中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴，因为脚蹬半径大于花盘齿轮的半径。

　　5.自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴，因为手握把外的半径大于前叉轴的半径。

　　6.自行车后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴，因为齿轮的半径小于后轮的半径。

　　电的现象：

　　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。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。

　　热的问题：

　　1.夏天，将自行车车胎中的气打得足足的，若停在烈日下，车胎会爆裂。因为在烈日下，车胎内的气温升高，压强增大，当压强增大到超过车胎所能承受的最大压强时，车胎会爆裂。

　　2.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，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，温度升高。

　　惯性及能的知识：

　　骑自行车行驶时，当不用力蹬脚蹬板时，自行车还会继续向前运动是由于惯性的原因。另外，骑自行车飞跃障碍物时，落地时，应先使后轮着地，防止因为具有惯性而翻车。而当骑自行车上坡时，都应先加紧用力蹬几下，目的是为了增大速度，以获得更大的动能，来转化更多的重力势能，升的更高一些。

　　力的知识：

　　自行车坐垫下的有许多弹簧，主要的通过缓冲作用减小震动。

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