1.研究性学习“自行车上的力学知识”开题报告怎样做
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!(一)运动和力的应用 自行车的外胎,车把手塑料套,踏板套,闸把套等处均有凹凸不平的花纹以增大摩擦.刹车时,手用力握紧车闸把,增大刹车皮对车轮钢圈的压力,以达到制止车轮滚动的目的.刹车时,车轮不再滚动,而在地面上滑动,变滚动为滑动后,摩擦大大增加,所以车能够迅速制动. 车的前轴,中轴及后轴均采用滚动轴承以减小摩擦,在这些部件上,人们常常加润滑油进一步减小摩擦. 1.增大和减小摩擦 自行车上的力学知识 车的座垫下安有粗的螺旋状的弹簧,利用它的缓冲作用以减小震动. 2.弹簧的减震作用 自行车上的力学知识 (二)压强知识的应用 自行车的车胎上刻有载重量,明确告诉人们:不能超载,如车载过量,车胎受力面积不变,则车胎受到太大的压强将被压破. 1.自行车负重 2.车座上的物理 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,使人骑车时感到较舒适. 自行车上的力学知识 (三)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,可增大刹车皮的拉力.另外,链轮牙盘与脚蹬,后轮与飞轮,车龙头与转轴等都是轮轴,利用它们可以省力. 自行车上的力学知识 (四)功和能的知识运用 1,人们在骑自行车上较陡的坡时,往往走”S”形路线,这是根据功的原理.如图,坡长相当于斜面长,坡高相当于斜面高,根据功的原理:W1=W2,即FL=Gh,亦可写作:,可看出,斜面长L是斜面高h的几倍,所用的力F就是重力G的几分之一,所以,在高度h不变的情况下,斜面越长越省力,走”S”形路线是为了增大斜面长,从而能顺利上坡. 自行车上的力学知识 (四)功和能的知识运用 2,动能和势能的相互转化 骑自行车上坡前,人们往往要加紧蹬几下,使车的速度(动能)增大,”动能冲坡”,以较大的动能转化为较大势能,能够较容易到达坡顶.而骑车下坡时,不用脚蹬,车速也越来越快,这是势能转化为动能,动能不断增大,所以车速也不断增大 自行车上的力学知识 (五)刹车和惯性 自行车高速行驶特别是下坡时,不能单独用前闸刹车,否则会出现翻车事故,其原因是:前闸刹车,前轮被迫静止,而作为驱动轮的后轮车架和骑车人由于惯性还要保持原有的高速运动的趋势,这时就会以前轮与地面接触处为支点,向前翻转,造成翻车事故. 自行车上的力学知识 (六)测量中的应用 在测量道路的长度时,可运用自行车.如24型车轮直径为0.62米,26型车轮直径为0.66米,车轮转过一圈长度为直径乘以圆周率π,得1.95米或2.07米,然后,让车沿跑道滚动,记下滚过的圈数n,则跑道长n*1.95米或n*2.07米. 自行车上的力学知识 (七)热膨胀知识的运用 在炎热的夏天,车胎内的气不能充得太足,更不能放在烈日下曝晒,因为车胎内的空气受热急剧膨胀,压强猛增会将车胎胀破. 自行车上的力学知识 (八)机械能与内能的转化 用打气筒给车胎打气,过一会儿,筒壁会热起来,这是因为压缩筒内气体和克服活塞与筒壁的摩擦做功,使筒壁内能增加,温度升高,所以筒壁会发热.。
2.自行车上的物理知识
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。
3.自行车上的物理知识
自行车是一种简便的交通工具,从它的构造和使用过程中,可发现许多与物理有关的知识。
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。
4.自行车的知识
自行车(bicycle) 人力脚踏驱动的两轮车 。
又称脚踏车 、单车 。无噪声、无污染、自重轻、结构简单、造价低、使用维修方便,广泛用于交通代步、运载货物、体育锻炼和竞赛等。
自行车的发展沿革 1790年,有个法国人名叫西夫拉克,他特别爱动脑筋。有一天,他行走在巴黎的一条街道上,因为前一天下过雨,路上积了许多雨水,很不好走.突然,一辆四轮马车从身后滚滚而来,那条街比较狭窄,马车又很宽,西夫拉克躲来躲去幸而没有被车撞倒,还是被溅了一身泥巴和雨水.别人看见了,替他难过,还气得直骂,想喊那辆马车停下,讲理交涉.西夫拉克却喃喃地说:”别喊了,别喊了,让他们去吧.”马车走远了,他还呆呆地站在路边。
他在想:路这么窄,行人又那么多,为什么不可以把马车的构造改一改呢 应当把马车顺着切掉一半,四个车轮变成前后两个车轮……他这样一想,回家就动手进行设计。经过反复试验,于1791年第一架代步的”木马轮”小车造出来了.这辆小车有前后两个木质的车轮子,中间连着横梁,上面安了一个板凳,像一个玩具俱似的.由于车子还没有传动链条,靠骑车人双脚用力蹬地,小车才能慢慢地前进,而且车子上也无转向装置,只能直行,不会拐弯,出门骑一会儿就累得满身大汗。
刚刚出现的新东西总是不那么完善的.西夫拉克并不灰心,他继续想办法加以改进。可惜,不久他因病去世了。
1818年,在德国有个看林人名叫德莱斯,他每天从村东的这一片树林,走到村西的另一片树林,年年如此。他想:如果人坐在车子上,走走停停,随心所欲,不是很潇洒吗?德莱斯开始制作木轮车,样子跟西夫拉克的差不多。
不过,在前轮上加了一个控制方向的车把子,可以改变前进的方向。但是骑车对依然要用两只脚,一下一下地蹬踩地面,才能推动车子向前滚动.当德莱斯骑车出门试验的时候,一路上遭到不少人的嘲笑。
尽管如此,他还是十分喜欢自己创作的这架”可爱的小马崽”。 1840年,英格兰的铁匠麦克米伦,弄到了一辆破旧的”可爱的小马崽”。
他在后轮的车轴上装上曲柄,再用连杆把曲柄和前面的脚蹬连接起来,并且前后轮都用铁制的,前轮大,后轮小.当骑车人踩动脚蹬,车子就会自行运动起未,向前跑去.这样一来,就使骑车人的双脚真正离开地面,以双脚的交替踩动变为轮子的滚动,大大地提高了行车速度.1842年,麦克米伦骑上这种车,一天跑了20公里,由于不小心,踩车的速度过快,撞倒了路上的一个小女孩,因此而被警察抓住,并处以罚款.其罪名是野蛮骑车。 1861年,法国的米肖父子,原本职业是马车修理匠,他们在前轮上安装了能转动的脚蹬板;车子的鞍座架在前轮上面,这样除非骑车的技术特别高超,否则就抓不稳车把,会从车子上掉下来。
他们把这辆两轮车冠以”自行车”的雅名,并于1867年在巴黎博览会上展出,让观众大开眼界。 1869年,英国的雷诺看了法国的自行车之后,觉得车子太笨重了,开始琢磨如何把自行车做得轻巧一些。
他采用钢丝辐条来拉紧车圈作为车轮;同时,利用细钢棒来制成车架,车子的前轮较大,后轮较小.从而使自行车自身的重量减小一些.从西夫拉克开始,一直到雷诺,他们制作的5种型式的自行车都与现代自行车的差别较大。 真正具有现代形式的自行车是在1874年诞生的。
英国人罗松在这一年里,别出心裁地在自行车上装上了链条和链轮,用后轮的转动来推动车子前进.但仍然是前轮大,后轮小,看起来不够协调,不稳定。 1886年,英国的斯塔利,是一位机械工程师,从机械学,运动学的角度设计出了新的自行车样式,为自行车装上了前叉和车闸,前后轮的大小相同,以保持平衡,并用钢管制成了菱形车架,还首次使用了橡胶的车轮。
斯塔利不仅改进了自行车的结构,还改制了许多生产自行车部件用的机床,为自行车的大量生产利推广应用开辟了宽阔的前景,因此他被后人称为”自行车之父”。斯塔利所设计的自行车车型与今天自行车的样子基本一致了。
1888年,爱尔兰的兽医邓洛普,从医治牛胃气膨胀中得到启示,他把家中花园里用来浇水的橡胶管粘成圆形,打足了气,装在自行车轮子上,前往参加骑自行车比赛,居然名列前茅,引起了人们极大的兴趣。充气轮胎是自行车发展史上一个划时代的创举,它增加了自行车的弹性,不会因路面不平而震动;同时大大地提高了行车速度,减少了车轮与路面的摩擦力.这样,就根本上改变了自行车的骑行性能,完善了自行车的使用功能.由此可知,从18世纪末叶起,一直到20世纪初期,自行车的发明和改进,经历了大约200年的时光,有许多人为之奋斗不息,才演变成现在这种骑行自如的样式。
自行车的主要组成 ①车体部分,包括车架、前叉、车把、鞍座和前叉合件等,是自行车的主体。 ②传动部分,包括脚蹬、曲柄、链轮、链条、中轴和飞轮等,由人力踩动脚蹬,通过以上传动件带动车轮旋转,驱车前行。
③行动部分,即前后车轮、包括前后轴部件、辐条、轮辋(车圈)、轮胎等。 ④安全装置,包括制动器(车闸)、车灯、车铃、反射装置等。
根据需要,还可增加一些附件,如支架、衣架、保险叉、挡泥板、气筒等。另外,装有变。
5.自行车基本知识有哪些
一、山地车
特点:为征服各种地形设计,车架结实;车圈一般为26英寸;轮胎较粗;一般会配置平把或燕把。
二、公路车
特点:为追求速度而设计,车圈为700C规格;轮胎细,配置羊角车把。
三、BMX攀爬车
特点:为表现技巧而设计,车架稳、轮胎宽而无牙,车把可360度旋转,轮径小、操作性极强。适合年轻人玩不作详述。第二节 轮胎
一、山地胎
特点:轮胎粗大,稳定性好,胎压较低,一般有1.5、1.95和2.1几种规格,因不同用途分为烂泥、沙土路胎,特点是胎宽大有深齿;两用车胎,特点是在公路骑行时仅小部分轮胎接触地面因而阻力小,而在土路上骑行时,胎两侧的牙齿可以稳定车辆;光头胎,特点是阻力小,适合公路骑行。
二、公路胎
轮胎细,胎压高;一般有25C、23C、20C、18C等规格,其中25C和23C适合训练,不容易爆胎,20C和18C阻力小适合比赛。
第三节 车把
一、山地车
山地车一般配平把或燕把,优点是双手握把时张得较宽,有利于操控;其中燕把可以抬高上身,使重心后移,更适合下山车。缺点是兜风,阻力大。
二、公路车
公路车一般配羊角把,有44CM和42CM等宽度规格,适合自己的宽度是与肩同宽,其特点是可以减小风阻,同时适合长时间骑行。 第四节 减震系统
分为前避震与后避震,可以使骑行更舒适,尤其是下山车为必不可少的组件;但对于上山与平路的骑行就有“泻力”的不良影响,如果避震系统带锁死功能的话将使车的适应性更强。对于深圳的路况建议只配前避震。第五节 变速系统
变速系统的作用是利用牙盘和飞轮之间不同的齿轮比,产生不同的驱动扭矩,以适应不同的路况和骑行者的身体状况。
一、山地车
一般牙盘为三片齿轮,分别有44(42)、34(32)、28(24)个牙齿;后飞为7-10片齿轮,分别有11——28(34)个牙齿。
二、公路车
一般牙盘为两片齿轮,分别有52(54)、42(39)个牙齿;后飞为8-10片齿轮,分别有11-25个牙齿。 共3页: 上一页123下一页
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6.自行车中的科学知识有哪些
1、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,由于惯性,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!
2、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。
3、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做功,气体内能增加,气体内能传给气筒壁,使气筒壁温度升高;次要原因:打气过程也是克服活塞和筒壁摩擦力做功过程,是气筒壁内能增加,温度升高。
4、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。
5、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。 6、不再蹬车后,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。
7、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。
8、骑自行车上坡,走S形路线比较省力,这是为什么? 答:骑自行车上坡,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。
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7.单车基础理论知识有哪些
自行车运动是半机械化运动项目。教练员和运动员应掌握一定的机械原理和力学知识,有效地利用传动速比,合理掌握运动强度,巧妙地节省体能消耗,从而以充沛的体力,进行优质高效的科学训练。
自行车是传动式机械,它的传动装置包括:主动齿轮(通称轮盘)、被动齿轮(通称飞轮)、链条及变速器等。 齿轮比与传动比关系着自行车的使用效率,教练员和运动员应该懂得并掌握这些数据的计算与应用。
齿轮比:主动轮对被动轮的齿数之比为齿轮比。如果两个齿轮的齿数相同,那末踏蹬一周。两个齿轮和后轮都各旋转一周。假如主动齿轮的齿数大于被动齿轮的齿数,那么每踏蹬一周,被动齿轮转的圈数就大于一周多,速度加大。因此,齿轮比与主动轮的齿数成正比,与被动齿轮的齿数成反比。以g代表齿轮比,C代表主动齿轮的齿数,F代表被动齿轮的齿数,它们之间的关系用公式表示,即: g=c/f 例如:赛车轮盘为49齿,飞轮为14齿,代入公式即可求出齿轮比为:g=c/f=49/14=3.5 也就是说蹬踏轮盘一周,飞轮转三周半。传动比(传动系数):齿轮比乘以后圈直径,即为传动比。以D代表传动比,b代表后圈直径,它们之间关系用公式表示,即: d=c/f*b=gb 由此可见,齿轮比确定之后,传动比是与后圈直径成正比的。 例如:轮盘为49齿,飞轮为14齿,后圈直径为27时(一般习惯用英时),代人公式即可求出传动比: D=C/F*b=49/14*27 = 3.5*27= 94.5 传动行程,每踏蹬一周,车子向前运动的距离则为传动 ,行程,也叫速比行程。其计算方法是传动比乘以圆周率。以 M代表传动行程,π代表圆周率(此为常数,π=3.14),它 们之间关系用公式来表示。即: M=Dπ=C/F*b*π 自行车后轮直径的计量一般习惯用英制表示,而行程计算一般习惯用公制,因此在计算中需要把英制换算为公制。一英时=2.54CM,用K来代表,即:K=2.54CM。代入公 式,即: M=G/F*B*π*k 例如,赛车轮盘为49齿,飞轮为14齿,后轮真径为主教黄时,求它行程距离时,求它行程距离,代人公式: M=C/F*b*π*k =49/14*27*3.14*2.54 =754CM 以上数据是自行车每踏蹬一周,车子向前行进行745cm, 即 7.54m。
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8.自行车上的力学知识,要全面,仔细,急~~~
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,车把和前叉也构成省力杠杆。
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/h14、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。
9.单车中的物理知识报告
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,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,下面具体来分析一下。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 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 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。