中國是自行車王國,自行車是中國老百姓最常用的交通工具。從自行車的結(jié)構(gòu)和使用來看,它涉及了許多物理知識,現(xiàn)將自行車的有關(guān)物理知識以問答的形式展示出來,僅供參考。
1.自行車輪胎、車把套、腳踏板以及剎車塊處均刻有一些凹凸不平的花紋,這樣做的目的是什么?
答:設(shè)計花紋可增大接觸面的粗糙程度從而增大摩擦。
2.自行車所有車軸處均有滾珠,并且車軸處經(jīng)常上一些潤滑油,為什么?
答:所有車軸處均有滾珠,可變滑動摩擦為滾動摩擦,來減小摩擦;加潤滑油,可使接觸面彼此分離,大大地減小摩擦,從而保證自行車處于良好的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
3.當(dāng)人騎自行車前進時,停止蹬自行車后,自行車仍然前進,若不繼續(xù)施力,它最終要停下來,為什么?
答:當(dāng)不蹬腳踏板時,自行車還會繼續(xù)向前運動是由于自行車具有慣性。若不繼續(xù)施力,它最終要停下來,是因為自行車受到了摩擦阻力,改變了運動狀態(tài),速度逐漸減小。
4。騎自行車上坡時為什么要走S形路線?
答:走S形路線,相當(dāng)于增加了斜面的長,可以省力,使上坡更容易。
5.自行車的車座為什么要設(shè)計成較寬大的“馬鞍形”?
答:設(shè)計成較寬大的“馬鞍形”,可以增大人與車座的接觸面積,減小對人臀部的壓強,讓人騎行時感到舒服些。
6.當(dāng)人騎自行車快速前進時,若緊急剎車,一般情況下為什么不要先捏緊前剎車?
答:快速行駛的自行車,如果突然把前輪剎住,后輪就會跳起來。這是因為前輪受到阻力而突然停止運動,但車上的人和后輪沒有受到阻力,由于慣性,人和后輪要保持繼續(xù)向前的運動狀態(tài),所以后輪會跳起來。不能單獨用自行車的前閘剎車,否則會出現(xiàn)翻車事故!
7.在炎熱的夏天,自行車輪胎內(nèi)的氣體為什么不能充得太足?
答:這是為了防止自行車爆胎,因為對于質(zhì)量、體積一定的氣體,當(dāng)溫度越高時,壓強越大,當(dāng)壓強達到一定程度時,若超過了輪胎的承受能力,就會發(fā)生爆胎的情況。
8.用打氣筒給自行車車胎打氣時,不一會兒氣筒壁就會熱起來,為什么?
答:筒壁會熱起來,是因為打氣筒的活塞壓縮空氣做功,空氣的內(nèi)能增加,氣體內(nèi)能傳給筒壁,使筒壁溫度升高。同時打氣過程也是克服活塞和筒壁摩擦力做功的過程,也能使筒壁的內(nèi)能增加,溫度升高。
9.騎自行車剎車時,為什么手用的力越大,自行車停得越快?
答:用力越大,自行車的閘皮對車胎鋼圈的壓力就越大,在接觸面一定時,閘皮和鋼圈的摩擦力就越大,所以停得越快。
10.緊蹬自行車前進時,前后輪受到的摩擦力方向一樣嗎?自行車由于慣性前進時,前后輪受到的摩擦力方向一樣嗎?為什么?
答:緊蹬前進時,方向不一樣;由于慣性前進時,方向一樣。因為緊蹬自行車前進時,后輪受到的摩擦力方向向前,是自行車前進的動力,前輪受到的摩擦力方向向后,是自行車前進的阻力;自行車靠慣性前進時,前后輪受到的摩擦力方向均向后,這兩個力均是自行車前進的阻力。
11.人騎自行車上坡前,為什么要緊蹬幾下?
答:這樣做的目的是增大自行車的速度,來增大人和自行車的動能,這樣上坡時這些較大的動能轉(zhuǎn)化為較大的重力勢能,能上得更高一些。
12.當(dāng)人自行車下坡時,即使不踩腳踏板,車的速度也會越來越快,為什么?
答:自行車下坡時,速度越來越快,是由于下坡時人和自行車的重力勢能轉(zhuǎn)化為人和自行車的動能,而人和車的質(zhì)量不變,所以速度變大。
13.自行車坐墊下的有許多彈簧,它們有什么作用?
答:當(dāng)自行車在不平的路面騎行或遇到障礙時,車座下被壓縮的彈簧發(fā)生形變產(chǎn)生彈力,彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能,從而起到緩沖減震作用。
14.自行車的車鈴聲是怎樣產(chǎn)生的?為什么有的自行車在行駛時會產(chǎn)生雜音?
答:自行車車鈴的把手經(jīng)過手的撥動,帶動齒輪轉(zhuǎn)動,齒輪使帶有彈簧錘的軸旋轉(zhuǎn)起來,彈簧錘敲打鈴蓋,金屬鈴蓋發(fā)生震動,發(fā)出聲音因為振動的物體能發(fā)聲,若用手按住鈴蓋,鈴聲振動就會停止。自行車有些部位零件松動時,騎行時引起振動也能發(fā)聲。
15.自行車的后面的“尾燈”有什么作用?
答:自行車的后面“尾燈”其實并不是燈而是一個反光鏡,它是由許多角反射器組成的。當(dāng)有光線從任意角度射向它的表面時,它都能把光“反向射回”。在夜間,當(dāng)汽車燈光照到它前方的自行車尾燈上,無論入射方向如何,反射光都能反射到汽車上,其光強遠大于一般的漫反射光,就如發(fā)光的紅燈,能引起汽車司機的注意,防止交通事故的發(fā)生。
16.自行車剎車手閘是省力杠桿嗎?為什么?
答:剎車手閘是省力杠桿,因為人們用很小的力就能使車閘以比較大的壓力壓到車輪的鋼圈上,使自行車停下來。
17.自行車的那些部件組合相當(dāng)于“輪軸”?
答:(1)中軸上的腳蹬和花盤齒輪:組成省力輪軸,因為腳蹬半徑大于花盤齒輪的半徑;(2)自行車手把與前叉軸:組成省力輪軸,因為手握把外的半徑大于前叉軸的半徑;(3)自行車后軸上的齒輪和后輪:組成費力輪軸,因為齒輪的半徑小于后輪的半徑。
18,人騎上自行車時會發(fā)現(xiàn)車胎變癟,同時車胎會在路面上留下印痕,這表現(xiàn)了力的哪一個作用效果?
答:力能使物體發(fā)生形變。
19,為什么自行車在運動中容易保持平衡,而在停下時卻無法保持平衡?
答:原因之一是車輪的陀螺效應(yīng)。當(dāng)車輪圍繞著軸快速轉(zhuǎn)動時,會阻礙軸心的移動。因此,運動中的車輪會對自行車的傾倒形成阻力。當(dāng)在桌子上轉(zhuǎn)動硬幣時,可以觀察到同樣的效果,運動中的硬幣可以保持平衡,當(dāng)速度減小時,硬幣會倒下。
20,自行車的輪胎為什么用橡膠制成?內(nèi)胎為什么還要充氣?氣門芯有什么作用?
答:早期的各種車輛的輪子都是木制的或鐵制的,運動時顛簸不已?,F(xiàn)代自行車使用橡膠并且內(nèi)胎充足氣,主要是通過減輕壓力(相同體積的橡膠和木材、鋼鐵相比質(zhì)量小,對地面的壓力?。﹣頊p小對地面的壓強,減小自行車前進的阻力,同時通過橡膠彈力的作用可起緩沖減震的作用。充氣內(nèi)胎上的氣門芯,起著單向閥門的作用,只讓氣體進入,不讓氣體外漏,方便進氣,保證充氣內(nèi)胎的密封。
1.自行車輪胎、車把套、腳踏板以及剎車塊處均刻有一些凹凸不平的花紋,這樣做的目的是什么?
答:設(shè)計花紋可增大接觸面的粗糙程度從而增大摩擦。
2.自行車所有車軸處均有滾珠,并且車軸處經(jīng)常上一些潤滑油,為什么?
答:所有車軸處均有滾珠,可變滑動摩擦為滾動摩擦,來減小摩擦;加潤滑油,可使接觸面彼此分離,大大地減小摩擦,從而保證自行車處于良好的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
3.當(dāng)人騎自行車前進時,停止蹬自行車后,自行車仍然前進,若不繼續(xù)施力,它最終要停下來,為什么?
答:當(dāng)不蹬腳踏板時,自行車還會繼續(xù)向前運動是由于自行車具有慣性。若不繼續(xù)施力,它最終要停下來,是因為自行車受到了摩擦阻力,改變了運動狀態(tài),速度逐漸減小。
4。騎自行車上坡時為什么要走S形路線?
答:走S形路線,相當(dāng)于增加了斜面的長,可以省力,使上坡更容易。
5.自行車的車座為什么要設(shè)計成較寬大的“馬鞍形”?
答:設(shè)計成較寬大的“馬鞍形”,可以增大人與車座的接觸面積,減小對人臀部的壓強,讓人騎行時感到舒服些。
6.當(dāng)人騎自行車快速前進時,若緊急剎車,一般情況下為什么不要先捏緊前剎車?
答:快速行駛的自行車,如果突然把前輪剎住,后輪就會跳起來。這是因為前輪受到阻力而突然停止運動,但車上的人和后輪沒有受到阻力,由于慣性,人和后輪要保持繼續(xù)向前的運動狀態(tài),所以后輪會跳起來。不能單獨用自行車的前閘剎車,否則會出現(xiàn)翻車事故!
7.在炎熱的夏天,自行車輪胎內(nèi)的氣體為什么不能充得太足?
答:這是為了防止自行車爆胎,因為對于質(zhì)量、體積一定的氣體,當(dāng)溫度越高時,壓強越大,當(dāng)壓強達到一定程度時,若超過了輪胎的承受能力,就會發(fā)生爆胎的情況。
8.用打氣筒給自行車車胎打氣時,不一會兒氣筒壁就會熱起來,為什么?
答:筒壁會熱起來,是因為打氣筒的活塞壓縮空氣做功,空氣的內(nèi)能增加,氣體內(nèi)能傳給筒壁,使筒壁溫度升高。同時打氣過程也是克服活塞和筒壁摩擦力做功的過程,也能使筒壁的內(nèi)能增加,溫度升高。
9.騎自行車剎車時,為什么手用的力越大,自行車停得越快?
答:用力越大,自行車的閘皮對車胎鋼圈的壓力就越大,在接觸面一定時,閘皮和鋼圈的摩擦力就越大,所以停得越快。
10.緊蹬自行車前進時,前后輪受到的摩擦力方向一樣嗎?自行車由于慣性前進時,前后輪受到的摩擦力方向一樣嗎?為什么?
答:緊蹬前進時,方向不一樣;由于慣性前進時,方向一樣。因為緊蹬自行車前進時,后輪受到的摩擦力方向向前,是自行車前進的動力,前輪受到的摩擦力方向向后,是自行車前進的阻力;自行車靠慣性前進時,前后輪受到的摩擦力方向均向后,這兩個力均是自行車前進的阻力。
11.人騎自行車上坡前,為什么要緊蹬幾下?
答:這樣做的目的是增大自行車的速度,來增大人和自行車的動能,這樣上坡時這些較大的動能轉(zhuǎn)化為較大的重力勢能,能上得更高一些。
12.當(dāng)人自行車下坡時,即使不踩腳踏板,車的速度也會越來越快,為什么?
答:自行車下坡時,速度越來越快,是由于下坡時人和自行車的重力勢能轉(zhuǎn)化為人和自行車的動能,而人和車的質(zhì)量不變,所以速度變大。
13.自行車坐墊下的有許多彈簧,它們有什么作用?
答:當(dāng)自行車在不平的路面騎行或遇到障礙時,車座下被壓縮的彈簧發(fā)生形變產(chǎn)生彈力,彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能,從而起到緩沖減震作用。
14.自行車的車鈴聲是怎樣產(chǎn)生的?為什么有的自行車在行駛時會產(chǎn)生雜音?
答:自行車車鈴的把手經(jīng)過手的撥動,帶動齒輪轉(zhuǎn)動,齒輪使帶有彈簧錘的軸旋轉(zhuǎn)起來,彈簧錘敲打鈴蓋,金屬鈴蓋發(fā)生震動,發(fā)出聲音因為振動的物體能發(fā)聲,若用手按住鈴蓋,鈴聲振動就會停止。自行車有些部位零件松動時,騎行時引起振動也能發(fā)聲。
15.自行車的后面的“尾燈”有什么作用?
答:自行車的后面“尾燈”其實并不是燈而是一個反光鏡,它是由許多角反射器組成的。當(dāng)有光線從任意角度射向它的表面時,它都能把光“反向射回”。在夜間,當(dāng)汽車燈光照到它前方的自行車尾燈上,無論入射方向如何,反射光都能反射到汽車上,其光強遠大于一般的漫反射光,就如發(fā)光的紅燈,能引起汽車司機的注意,防止交通事故的發(fā)生。
16.自行車剎車手閘是省力杠桿嗎?為什么?
答:剎車手閘是省力杠桿,因為人們用很小的力就能使車閘以比較大的壓力壓到車輪的鋼圈上,使自行車停下來。
17.自行車的那些部件組合相當(dāng)于“輪軸”?
答:(1)中軸上的腳蹬和花盤齒輪:組成省力輪軸,因為腳蹬半徑大于花盤齒輪的半徑;(2)自行車手把與前叉軸:組成省力輪軸,因為手握把外的半徑大于前叉軸的半徑;(3)自行車后軸上的齒輪和后輪:組成費力輪軸,因為齒輪的半徑小于后輪的半徑。
18,人騎上自行車時會發(fā)現(xiàn)車胎變癟,同時車胎會在路面上留下印痕,這表現(xiàn)了力的哪一個作用效果?
答:力能使物體發(fā)生形變。
19,為什么自行車在運動中容易保持平衡,而在停下時卻無法保持平衡?
答:原因之一是車輪的陀螺效應(yīng)。當(dāng)車輪圍繞著軸快速轉(zhuǎn)動時,會阻礙軸心的移動。因此,運動中的車輪會對自行車的傾倒形成阻力。當(dāng)在桌子上轉(zhuǎn)動硬幣時,可以觀察到同樣的效果,運動中的硬幣可以保持平衡,當(dāng)速度減小時,硬幣會倒下。
20,自行車的輪胎為什么用橡膠制成?內(nèi)胎為什么還要充氣?氣門芯有什么作用?
答:早期的各種車輛的輪子都是木制的或鐵制的,運動時顛簸不已?,F(xiàn)代自行車使用橡膠并且內(nèi)胎充足氣,主要是通過減輕壓力(相同體積的橡膠和木材、鋼鐵相比質(zhì)量小,對地面的壓力?。﹣頊p小對地面的壓強,減小自行車前進的阻力,同時通過橡膠彈力的作用可起緩沖減震的作用。充氣內(nèi)胎上的氣門芯,起著單向閥門的作用,只讓氣體進入,不讓氣體外漏,方便進氣,保證充氣內(nèi)胎的密封。