有关自行车的物理知识
【摘要】
科学技术问题是直接或间接与社会联系的。自行车是很普及的代步和运载工具。自行车的物理知识，一般与中职学生是密切联系的。以自行车为例的物理教学，可以让学生了解科学、技术对社会的作用，了解它们之间的相互联系；使学生觉得物理是有用的，活生生的，是实用性的。
【关键词】自行车 物理知识 滑动摩擦 静摩擦力 惯性
有关自行车的物理知识很多，如果在物理教学中以它们作为例子，对提高中职学生的学习兴趣，培养他们运用所学的知识来分析实际问题的能力是很有帮助的。下面列举自行车与中职物理有关的知识。
1.自行车的刹车杆件，由一系列省力杠杆组成。可让学生找出这些杠杆及它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
2.脚踏板和大齿轮（轮盘）是一个轮轴。假设加在脚踏板上的力是15n，方向始终竖直向下，让学生分析脚踏板转到不同位置时的动力臂，并量出有关尺寸，计算这时大齿轮对链条的作用力为多大。
3.车把（转向龙头）也是一个变形的轮轴，转向时要对它施加一个力偶。
4.座垫、按铃板手等处，尽量增大受力面积，减小压强。
5.各处的滚球，把滑动摩擦改为滚动摩擦，减小有害的摩擦。
6.车轮外胎上的花纹、脚踏板上的花纹、塑料把套上的花纹，增大有益的摩擦。
7.刹车橡皮，刹车过程中开始与钢圈间的摩擦是滑动摩擦，最后是静摩擦。
8.骑自行车时，后轮（主动轮）受到地面的摩擦力向前；前轮（从动轮）受到地面的摩擦力向后，可引导学生分析摩擦力的方向。
9.自行车拐弯时，人和车身一起倾斜一个角度，这时轮胎受到一个沿半经指向圆心的静摩擦力作为向心力。因为地面对车的作用力（支持力与静摩擦力的合力）与重力不在一条直线上，所以人和车一起倾斜。让学生分析倾斜程度与哪些因素有关？为什么自行车在光滑的冰面上不能急拐弯？
研究性学习 自行车运动原理
研究课题背景：
自行车是我校上，放学最为重要的步伐工具，与我们的日常生活息息相关，在结束了高中传统办学主要部分的学习后，我们希望用科学的手段，从科学的角度探索身边这位“平常而又陌生”的伙伴。
课题的目的与意义：
培养应用力学知识，探究实际问题的能力，了解身边事物的构造原理，感受人类智慧的伟大，从研究自行车出发。体会“自然科学”就在身边的道理。并对自行车进行比较，评价和改造。
研究过程：
1． 用适当的工具对自行车轮盘半径，链条长度，以及踏板离轮盘圆心距离等进行测量。
2． 实际操纵自行车，注意控制变量。
3． 对得出的数据进行分析，以及用图解的方式分析自行车运动。
经研究分析：
自行车的原理是通过人的脚对脚蹬施加力，从而通过曲柄带动链轮的转动，链轮又通过链条带动飞轮的转动，飞轮进而后轮转动。由于后轮与地面的摩擦力，使得后轮与地面不会相对滑动，而后轮在地面上滚动，整个车子就运动起来了。
明确自行车的构造：
自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件中，其基本部件缺一不可。其中，车架是自行车的骨架，它所承受的人和货物的重量最大。按照各部件的工作特点，大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统：
1、导向系统：由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。
2、驱动（传动或行走）系统：由脚蹬、中轴、牙盘、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不断前进。
3、制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停使、确保行车安全。
4、此外，为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了车灯，支架等部件。
研究自行车平衡：
自行车的两个轮盘中心有个中心轴，转起来后，中心轴就会努力保持与地面平行。
自然界的一切都在运动，所以说运动是绝对的，而静止必须要相对于某个参考系，因而说静止是相对的。但是静止也是自然界的某个运动形式，只是它是由你所选参考系所决定的。因此自然界是不存在绝对静止的。也可以说静止是属于运动的一个子概念。
- 1 - 自行车不倒的科学原理
自行车是一种经典的交通工具，它有一个特别的特点，那就是能够保持平衡。即使没有人骑在上面，自行车也能够保持直立不倒。那么，自行车不倒的科学原理是什么呢？
首先，要明确一点，自行车不是靠轮子支撑而直立不倒的，而是靠自己的重心控制平衡。自行车有两个重要的部分，一个是车架，一个是车轮。车架包括车把、车座、车架管等，车轮则包括前轮和后轮。当自行车静止不动时，它的重心位于两轮中心的垂直线上。
当人骑在自行车上时，人的重心就加入到了整个系统中，整个系统的重心位置就发生了变化。为了保持平衡，骑车的人需要控制自己的重心位置，使之位于两轮中心的垂直线上。当自行车向左倾斜时，车轮会向左转动，反之亦然。这个转动会导致自行车的转动惯量发生变化，从而产生一种稳定性，使自行车能够不断地纠正自身的倾斜，保持平衡。
除了人的重心位置的掌控之外，自行车还有一个重要的因素是速度。当自行车骑得越快，它的惯性也就越大，更容易保持平衡。这也是为什么骑车的人会感到在低速时更容易失去平衡。
总的来说，自行车不倒的科学原理是通过掌控重心位置、控制车轮的转动和利用惯性产生稳定性来实现的。这也是为什么即使没有人骑在上面，自行车也能够保持直立不倒的原因。
------小学资源网投稿邮箱: xj5u@ ----- --1-- （青岛版）五年级科学下册教案
第五单元 生活中的机械
22.自行车的科学
教学目标：
1.通过学习自行车的齿轮原理，知道齿轮连接在一起能为我们的生活服务，可以提高工作效率。
2.能在探究活动中认识到齿轮有相互咬合与用链条连接这两种连接方式，知道齿轮间不同的连接方式会表现出不同的特点。
3.培养学生观察、描述、分析、比较、运用等能力，体现合作交流的学习理念。
教学准备：
机械实验盒，自行车实物，幻灯片，实验记录表。
教学过程：
一、活动引入
1.（出示自行车实物）
师：瞧，刘老师给大家带来了什么？谁会骑？（学生上台骑自行车，活跃课堂气氛，激发学生的学习兴趣。）
2. 师：同学们这么喜爱自行车，你对自行车了解些什么？
3.（教师把自行车倒过来放在桌上，转动踏板，让学生观察。）
师：老师并没有去转后车轮，它却自己转起了圈儿，这是什么在起作用？（随生回答，板书：链条连接齿轮的图示）
二、探究新知
（一）了解齿轮的两种连接方式
1.师：在生活中你还见过哪些地方用到了齿轮？（学生举例）
2.（幻灯片出示：齿轮在生活中的应用图片）
师：观察，比较这些齿轮与自行车中的齿轮有哪些相同和不同之处。（重点引导学生认识到：有的齿轮是相互咬合在一起的，有的是用链条连接在一起的）
3.（出示相互咬合在一起的齿轮装置）让学生观察弄清齿轮的齿是相互咬在齿孔中的。（板书：齿轮咬合图示）
4.师：这两种方式连接的齿轮都给我们的生活带来了哪些好处呢？如果一节课两种方式都来研究的话，可能时间来不及，下面我们就来采取抽签的方法来确定各小组研究哪种方式。（小组长抽取实验记录表格后，让各小组汇报研究的方式，分发相应的研究器材）
（二）研究不同方式连接的齿轮的特点
1.师：请同学们以小组为单位，商量：组装的时候应该注意些什么？ ------小学资源网投稿邮箱: xj5u@ ----- --2-- （生商议、汇报，幻灯片出示：⊙齿轮的齿要相互咬在齿孔中或链条孔中。）
