假如物理考試以自行車(chē)為題

假如物理考試以自行車(chē)為題

　　假如把我國比作一個(gè)自行車(chē)的王國，那么，青少年學(xué)生就是這王國中最忠實(shí)的臣民。無(wú)論是晴空萬(wàn)里，還是風(fēng)雨交加，他們騎著(zhù)這心愛(ài)的坐騎，奔馳在上學(xué)和放學(xué)的路上。作為我們出行的好伙伴，我們喜歡它，愛(ài)護它。但你有沒(méi)有想過(guò)，在這個(gè)小伙伴身上，可以發(fā)現許多與物理有關(guān)的知識，無(wú)論是它的構造還是在使用的過(guò)程中，不信請看。

　　1、穩定性的知識

　　自行車(chē)之所以在行駛過(guò)程中不會(huì )傾倒，主要得益于物理學(xué)原理的應用。大家知道，凡是高速轉動(dòng)的物體，其轉動(dòng)方向會(huì )保持不變，物體便不會(huì )傾倒，這同旋轉的陀螺不會(huì )傾倒是一個(gè)道理。我們騎自行車(chē)是在前進(jìn)的方向上給自行車(chē)一個(gè)力，使車(chē)輪轉動(dòng)起來(lái)，車(chē)輪就能保持在一種平衡狀態(tài)，在利用車(chē)把轉動(dòng)加以調節，自行車(chē)就可以往前行進(jìn)了，一旦停下來(lái)，這種平衡沒(méi)了，自行車(chē)就會(huì )傾倒。

　　2、摩擦力知識

　　1）啟動(dòng)、行駛過(guò)程中的摩擦力

　　當自行車(chē)啟動(dòng)或行駛時(shí)，在鏈條驅動(dòng)下，后輪逆時(shí)針轉動(dòng)，輪胎與地面接觸處相對于地面有向后運動(dòng)的趨勢，故地面對后輪施加向前的摩擦力，該摩擦力是自行車(chē)向前運動(dòng)的動(dòng)力。在此力的作用下，自行車(chē)整體具有向前運動(dòng)的趨勢，自行車(chē)的前輪胎于地面接觸處具有向前運動(dòng)的趨勢，則地面對前輪產(chǎn)生向后的摩擦力，在該摩擦力的作用下，前輪便沿著(zhù)后輪相同的方向轉動(dòng)起來(lái)，自行車(chē)向前運動(dòng)，因此，人們也將后輪稱(chēng)為主動(dòng)輪，前輪稱(chēng)為從動(dòng)輪。當下雨或下雪天，地面摩擦力變小，自行車(chē)很容易摔倒，即平常說(shuō)的打滑，其道理就在于此。自行車(chē)上輪胎上凹凸不平的花紋，就是為了增大摩擦力。

　　2）剎車(chē)過(guò)程中的摩擦力

　　摩擦力不僅關(guān)系到自行車(chē)的啟動(dòng)，對自行車(chē)的制動(dòng)也非常關(guān)鍵。如果剎車(chē)性能不好，騎車(chē)人的安全就得不到保障。人捏剎車(chē)柄，使剎車(chē)線(xiàn)帶動(dòng)剎車(chē)塊與輪胎靠緊，產(chǎn)生摩擦力，使自行車(chē)減速，最終停下來(lái)。摩擦力的大小取決于壓力的大小和接觸面的粗糙程度。新、舊兩輛自行車(chē)，在相同的速度下，用近似相同的力捏剎車(chē)柄，新車(chē)制動(dòng)快，原因是舊車(chē)的剎車(chē)塊和車(chē)胎磨得比較光滑，產(chǎn)生的摩擦力很小。另外在自行車(chē)的手把、腳踏板、等處，做有凹凸不平的花紋這也是通過(guò)增加接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦。

　　3、減震系統

　　自行車(chē)裝有減震器。自行車(chē)共有5個(gè)地方進(jìn)行了減震處理：三腳架、鞍座、車(chē)頭和前后輪胎，其中三腳架、鞍座、車(chē)頭運用彈簧減震，車(chē)身則靠輪胎減震。自行車(chē)震動(dòng)時(shí)，整個(gè)車(chē)身具有了形變性，使人落下時(shí)與車(chē)身接觸的時(shí)間增長(cháng)，受力變小，提高了舒適性。好比人從高處跳到水泥地上，腳會(huì )感到疼，如果在地面上鋪上軟墊，人再往下跳，即使是相同高度，感覺(jué)也不會(huì )那樣劇烈。通過(guò)減震不僅使騎車(chē)人感到舒適，也減少了自行車(chē)的磨損。

　　4、壓強知識

　　1）自行車(chē)車(chē)胎上刻有載重量。如車(chē)載過(guò)重，則車(chē)胎受到壓強太大而被壓破。

　　2）坐墊呈馬鞍型，它能夠增大坐墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強，使人騎車(chē)不易感到疲勞。

　　3）在夏天車(chē)輪氣打足，則輪胎在強烈的陽(yáng)光照射下，往往會(huì )爆胎，這是因為輪胎中氣體在陽(yáng)光照射下，吸收熱量，溫度升高，受熱膨脹，壓強增大，故車(chē)胎易爆。

　　4）氣門(mén)芯的作用：充氣內胎上的氣門(mén)芯，起著(zhù)單向閥門(mén)的作用，只讓氣體進(jìn)入，不讓氣體外漏，方便進(jìn)氣，保證充氣內胎的密封。

　　5、簡(jiǎn)單機械的知識

　　1）杠桿知識

　　A、控制前輪轉向的杠桿：自行車(chē)的車(chē)把，是省力杠桿，人們用很小的力就能轉動(dòng)自行車(chē)前輪，來(lái)控制自行車(chē)的運動(dòng)方向和自行車(chē)的平衡。

　　B、控制剎車(chē)閘的杠桿：車(chē)把上的閘把是省力杠桿，人們用很小的力就能使車(chē)閘以較大的壓力壓到車(chē)輪的鋼圈上。

　　2）輪軸知識

　　A、中軸上的腳蹬和花盤(pán)齒輪：組成省力輪軸（腳蹬半徑大于花盤(pán)齒輪半徑）。

　　B、自行車(chē)手把與前叉軸：組成省力輪軸（手把轉動(dòng)的半徑大于前叉軸的半徑）。

　　C、后軸上的齒輪和后輪：組成費力輪軸（齒輪半徑小于后輪半徑）。

　　6、功和機械能的知識運用

　　1）根據功的原理：省力必定費距離。因此人們在上坡時(shí)，常騎“S形”路線(xiàn)就是這個(gè)道理。

　　2）動(dòng)能和重力勢能的相互轉化。

　　如騎車(chē)上坡前，人們往往要加緊蹬幾下，就容易上去些，這里是動(dòng)能轉化為勢能。而騎車(chē)下坡，不用蹬，車(chē)速也越來(lái)越快，此為勢能轉化為動(dòng)能。

　　7、慣性定律的運用

　　快速行駛的自行車(chē)，如果突然把前輪剎住，后輪為什么會(huì )跳起來(lái)。這是因為前輪受到阻力而突然停止運動(dòng)，但車(chē)上的人和后輪沒(méi)有受到阻力，根據慣性定律，人和后輪要保持繼續向前的運動(dòng)狀態(tài)，所以后輪會(huì )跳起來(lái)。切記下坡或高速行駛時(shí)，不能單獨用自行車(chē)的前閘剎車(chē)，否則會(huì )出現翻車(chē)事故！

　　8、光學(xué)知識

　　自行車(chē)上的紅色尾燈，不能自行發(fā)光，但是到了晚上卻可以提醒汽車(chē)司機注意。因為自行車(chē)的尾燈是由很多蜂窩狀的“小室”構成的，而每一個(gè)“小室”是由三個(gè)約成90度的反射面組成的。這樣在晚上時(shí)，當后面汽車(chē)的燈光射到自行車(chē)尾燈上，就會(huì )產(chǎn)生反射光，由于紅色醒目，就可以引起司機的注意。人面對車(chē)鈴，會(huì )看到自己的像，這是因為車(chē)鈴蓋形狀相當于一個(gè)凸面鏡，人看到的是因反射而成的正立縮小的虛像。

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