骑着单车学物理

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翻新时间：2023-03-11

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骑着单车学物理

说起单车（又称自行车）你一定很熟悉，环保又健身.可你知道单车几乎涵盖了力、热、声、光、电等全部物理知识吗？下面我们就用物理的眼光来认识一下单车.

首先把你的“宝马”摆在院子里.认识一下各部件名称，如图1，看看它身上有哪些简单机械.

现在开始出发.骑车去上学.假设你家门前有一条胡同，只能推着走，那么阻力越小越好推.我们来看看车上哪些装置是可以减小摩擦力的.

车轴.车轴处都有滚珠.用滚动代替滑动来减小摩擦，加润滑油可以减小接触面的粗糙程度，进一步减小车轴处的摩擦.

前轮.前轮是从动轮，由车轴推着，被动地转圈，与地面是滚动摩擦，摩擦力方向向后，此摩擦力同车轴处的摩擦、风阻等一起，与动力刚好平衡时，自行车就会匀速前进.

终于上了大路，你骑上单车，平稳自如.再说说车上可以增大摩擦的地方吧.

后轮.后轮是主动轮，“触地部分”相对于地面是静止的，在蹬力作用下，它有相对于地面向后滑的趋势，地面给它一个向前的推力――静摩擦力，这个力是车身前进的直接动力.后轮在水平方向上的受力主要就是这个向前的静摩擦力，可见并非所有的摩擦力都阻碍物体前进.如果后轮打滑（即“触地部分”相对于地面不静止，例如在湿滑的路面上、冰面上等），这个摩擦力小了，自行车就会失去动力而无法前进.需要说明的是，推着自行车或自行车自由滑行时，前、后轮都是从动轮，此时两轮所受的摩擦力的方向都是向后的.都是阻力.

轮胎、车把、踏板.这些零部件都刻有花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，以保持车的稳度和良好的抓握.

刹车装置，你骑着骑着，忽然发现前方路面有个下水井没有盖，来个紧急刹车.用力抓紧刹车柄.通过增大压力来增大摩擦，车轮停止转动，滚动摩擦变成了滑动摩擦，阻力增大，自行车很快停下，有惊无险！

此时.你的单车轮胎在地面上留下了一道黑痕.原来刹车时车轮基本不转，轮胎克服地面的滑动摩擦力而做功.温度升高焦化留下了黑痕.

轮胎上还有很多热学知识.气体是从气门芯充入.气门芯相当于单向阀，只进不出，保证轮胎气密性.轮胎的容积、温度是一定的，充入适量的气体能够保证足够的气压.既减小轮胎与地面的阻力，又缓冲颠簸.夏天温度高，轮胎内的气压会增加，在阳光下容易爆胎.所以在夏季.单车要避免暴晒，轮胎也不能充气过多.

你在骑单车时，并不是一直蹬，而是蹬蹬、停停，这里还有很多运动和压强的知识.

停止蹬自行车，它仍然向前，是由于单车具有惯性.

车轮还可以用来测距离：先量出车轮的周长.记下单车运动时车轮转过的圈数.就可以算出单车前进的距离.

车座、脚踏板做得扁平，螺母处加一个垫圈，都是通过增大受力面积来减小压强的.

快到学校了，遇到的同学越来越多，你打铃表示问候，车铃发声是由振动产生的，应用了声学原理.有时车身上的螺丝松动也会振动发声.根据声音你能很快找出松动的螺丝.

终于到校了，我们骑单车学物理也将告一段落.其实，单车中的物理知识还有很多.同学们自己查一查资料.找一找吧.