中國(guó)是自行車王國(guó)，自行車是中國(guó)老百姓最常用的交通工具。從自行車的結(jié)構(gòu)和使用來(lái)看，它涉及了許多物理知識(shí)，現(xiàn)將自行車的有關(guān)物理知識(shí)以問(wèn)答的形式展示出來(lái)，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(jì)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(rùn)滑油，為什么？
答：所有車軸處均有滾珠，可變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，來(lái)減小摩擦；加潤(rùn)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(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
3．當(dāng)人騎自行車前進(jìn)時(shí)，停止蹬自行車后，自行車仍然前進(jìn)，若不繼續(xù)施力，它最終要停下來(lái)，為什么？
答：當(dāng)不蹬腳踏板時(shí)，自行車還會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)是由于自行車具有慣性。若不繼續(xù)施力，它最終要停下來(lái)，是因?yàn)樽孕熊囀艿搅四Σ磷枇?，改變了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，速度逐漸減小。
4。騎自行車上坡時(shí)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(zhǎng)，可以省力，使上坡更容易。
5．自行車的車座為什么要設(shè)計(jì)成較寬大的“馬鞍形”？
答：設(shè)計(jì)成較寬大的“馬鞍形”，可以增大人與車座的接觸面積，減小對(duì)人臀部的壓強(qiáng)，讓人騎行時(shí)感到舒服些。
6．當(dāng)人騎自行車快速前進(jìn)時(shí)，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(huì)跳起來(lái)。這是因?yàn)榍拜喪艿阶枇Χ蝗煌Ｖ惯\(yùn)動(dòng)，但車上的人和后輪沒(méi)有受到阻力，由于慣性，人和后輪要保持繼續(xù)向前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以后輪會(huì)跳起來(lái)。不能單獨(dú)用自行車的前閘剎車，否則會(huì)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?yàn)閷?duì)于質(zhì)量、體積一定的氣體，當(dāng)溫度越高時(shí)，壓強(qiáng)越大，當(dāng)壓強(qiáng)達(dá)到一定程度時(shí)，若超過(guò)了輪胎的承受能力，就會(huì)發(fā)生爆胎的情況。
8．用打氣筒給自行車車胎打氣時(shí)，不一會(huì)兒氣筒壁就會(huì)熱起來(lái)，為什么？
答：筒壁會(huì)熱起來(lái)，是因?yàn)榇驓馔驳幕钊麎嚎s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(shí)打氣過(guò)程也是克服活塞和筒壁摩擦力做功的過(guò)程，也能使筒壁的內(nèi)能增加，溫度升高。
9．騎自行車剎車時(shí)，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(duì)車胎鋼圈的壓力就越大，在接觸面一定時(shí)，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(jìn)時(shí)，前后輪受到的摩擦力方向一樣嗎？自行車由于慣性前進(jìn)時(shí)，前后輪受到的摩擦力方向一樣嗎？為什么？
答：緊蹬前進(jìn)時(shí)，方向不一樣；由于慣性前進(jìn)時(shí)，方向一樣。因?yàn)榫o蹬自行車前進(jìn)時(shí)，后輪受到的摩擦力方向向前，是自行車前進(jìn)的動(dòng)力，前輪受到的摩擦力方向向后，是自行車前進(jìn)的阻力；自行車靠慣性前進(jìn)時(shí)，前后輪受到的摩擦力方向均向后，這兩個(gè)力均是自行車前進(jìn)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(lái)增大人和自行車的動(dòng)能，這樣上坡時(shí)這些較大的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為較大的重力勢(shì)能，能上得更高一些。
12．當(dāng)人自行車下坡時(shí)，即使不踩腳踏板，車的速度也會(huì)越來(lái)越快，為什么？
答：自行車下坡時(shí)，速度越來(lái)越快，是由于下坡時(shí)人和自行車的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為人和自行車的動(dòng)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(shí)，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(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)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(shí)會(huì)產(chǎn)生雜音？
答：自行車車鈴的把手經(jīng)過(guò)手的撥動(dòng)，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪使帶有彈簧錘的軸旋轉(zhuǎn)起來(lái)，彈簧錘敲打鈴蓋，金屬鈴蓋發(fā)生震動(dòng)，發(fā)出聲音因?yàn)檎駝?dòng)的物體能發(fā)聲，若用手按住鈴蓋，鈴聲振動(dòng)就會(huì)停止。自行車有些部位零件松動(dòng)時(shí)，騎行時(shí)引起振動(dòng)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(shí)并不是燈而是一個(gè)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(shí)，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(wú)論入射方向如何，反射光都能反射到汽車上，其光強(qiáng)遠(yuǎn)大于一般的漫反射光，就如發(fā)光的紅燈，能引起汽車司機(jī)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?yàn)槿藗冇煤苄〉牧湍苁管囬l以比較大的壓力壓到車輪的鋼圈上，使自行車停下來(lái)。
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?yàn)槟_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?yàn)槭治瞻淹獾陌霃酱笥谇安孑S的半徑；（3）自行車后軸上的齒輪和后輪：組成費(fèi)力輪軸，因?yàn)辇X輪的半徑小于后輪的半徑。
18，人騎上自行車時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)車胎變癟，同時(shí)車胎會(huì)在路面上留下印痕，這表現(xiàn)了力的哪一個(gè)作用效果？
答：力能使物體發(fā)生形變。
19，為什么自行車在運(yùn)動(dòng)中容易保持平衡，而在停下時(shí)卻無(wú)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(dòng)時(shí)，會(huì)阻礙軸心的移動(dòng)。因此，運(yùn)動(dòng)中的車輪會(huì)對(duì)自行車的傾倒形成阻力。當(dāng)在桌子上轉(zhuǎn)動(dòng)硬幣時(shí)，可以觀察到同樣的效果，運(yùn)動(dòng)中的硬幣可以保持平衡，當(dāng)速度減小時(shí)，硬幣會(huì)倒下。
20，自行車的輪胎為什么用橡膠制成？?jī)?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(yùn)動(dòng)時(shí)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(guò)減輕壓力（相同體積的橡膠和木材、鋼鐵相比質(zhì)量小，對(duì)地面的壓力?。﹣?lái)減小對(duì)地面的壓強(qiáng)，減小自行車前進(jìn)的阻力，同時(shí)通過(guò)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(jìn)入，不讓氣體外漏，方便進(jìn)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(jì)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(rùn)滑油，為什么？
答：所有車軸處均有滾珠，可變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，來(lái)減小摩擦；加潤(rùn)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(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
3．當(dāng)人騎自行車前進(jìn)時(shí)，停止蹬自行車后，自行車仍然前進(jìn)，若不繼續(xù)施力，它最終要停下來(lái)，為什么？
答：當(dāng)不蹬腳踏板時(shí)，自行車還會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)是由于自行車具有慣性。若不繼續(xù)施力，它最終要停下來(lái)，是因?yàn)樽孕熊囀艿搅四Σ磷枇?，改變了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，速度逐漸減小。
4。騎自行車上坡時(shí)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(zhǎng)，可以省力，使上坡更容易。
5．自行車的車座為什么要設(shè)計(jì)成較寬大的“馬鞍形”？
答：設(shè)計(jì)成較寬大的“馬鞍形”，可以增大人與車座的接觸面積，減小對(duì)人臀部的壓強(qiáng)，讓人騎行時(shí)感到舒服些。
6．當(dāng)人騎自行車快速前進(jìn)時(shí)，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(huì)跳起來(lái)。這是因?yàn)榍拜喪艿阶枇Χ蝗煌Ｖ惯\(yùn)動(dòng)，但車上的人和后輪沒(méi)有受到阻力，由于慣性，人和后輪要保持繼續(xù)向前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以后輪會(huì)跳起來(lái)。不能單獨(dú)用自行車的前閘剎車，否則會(huì)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?yàn)閷?duì)于質(zhì)量、體積一定的氣體，當(dāng)溫度越高時(shí)，壓強(qiáng)越大，當(dāng)壓強(qiáng)達(dá)到一定程度時(shí)，若超過(guò)了輪胎的承受能力，就會(huì)發(fā)生爆胎的情況。
8．用打氣筒給自行車車胎打氣時(shí)，不一會(huì)兒氣筒壁就會(huì)熱起來(lái)，為什么？
答：筒壁會(huì)熱起來(lái)，是因?yàn)榇驓馔驳幕钊麎嚎s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(shí)打氣過(guò)程也是克服活塞和筒壁摩擦力做功的過(guò)程，也能使筒壁的內(nèi)能增加，溫度升高。
9．騎自行車剎車時(shí)，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(duì)車胎鋼圈的壓力就越大，在接觸面一定時(shí)，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(jìn)時(shí)，前后輪受到的摩擦力方向一樣嗎？自行車由于慣性前進(jìn)時(shí)，前后輪受到的摩擦力方向一樣嗎？為什么？
答：緊蹬前進(jìn)時(shí)，方向不一樣；由于慣性前進(jìn)時(shí)，方向一樣。因?yàn)榫o蹬自行車前進(jìn)時(shí)，后輪受到的摩擦力方向向前，是自行車前進(jìn)的動(dòng)力，前輪受到的摩擦力方向向后，是自行車前進(jìn)的阻力；自行車靠慣性前進(jìn)時(shí)，前后輪受到的摩擦力方向均向后，這兩個(gè)力均是自行車前進(jìn)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(lái)增大人和自行車的動(dòng)能，這樣上坡時(shí)這些較大的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為較大的重力勢(shì)能，能上得更高一些。
12．當(dāng)人自行車下坡時(shí)，即使不踩腳踏板，車的速度也會(huì)越來(lái)越快，為什么？
答：自行車下坡時(shí)，速度越來(lái)越快，是由于下坡時(shí)人和自行車的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為人和自行車的動(dòng)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(shí)，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(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)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(shí)會(huì)產(chǎn)生雜音？
答：自行車車鈴的把手經(jīng)過(guò)手的撥動(dòng)，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪使帶有彈簧錘的軸旋轉(zhuǎn)起來(lái)，彈簧錘敲打鈴蓋，金屬鈴蓋發(fā)生震動(dòng)，發(fā)出聲音因?yàn)檎駝?dòng)的物體能發(fā)聲，若用手按住鈴蓋，鈴聲振動(dòng)就會(huì)停止。自行車有些部位零件松動(dòng)時(shí)，騎行時(shí)引起振動(dòng)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(shí)并不是燈而是一個(gè)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(shí)，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(wú)論入射方向如何，反射光都能反射到汽車上，其光強(qiáng)遠(yuǎn)大于一般的漫反射光，就如發(fā)光的紅燈，能引起汽車司機(jī)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?yàn)槿藗冇煤苄〉牧湍苁管囬l以比較大的壓力壓到車輪的鋼圈上，使自行車停下來(lái)。
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?yàn)槟_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?yàn)槭治瞻淹獾陌霃酱笥谇安孑S的半徑；（3）自行車后軸上的齒輪和后輪：組成費(fèi)力輪軸，因?yàn)辇X輪的半徑小于后輪的半徑。
18，人騎上自行車時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)車胎變癟，同時(shí)車胎會(huì)在路面上留下印痕，這表現(xiàn)了力的哪一個(gè)作用效果？
答：力能使物體發(fā)生形變。
19，為什么自行車在運(yùn)動(dòng)中容易保持平衡，而在停下時(shí)卻無(wú)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(dòng)時(shí)，會(huì)阻礙軸心的移動(dòng)。因此，運(yùn)動(dòng)中的車輪會(huì)對(duì)自行車的傾倒形成阻力。當(dāng)在桌子上轉(zhuǎn)動(dòng)硬幣時(shí)，可以觀察到同樣的效果，運(yùn)動(dòng)中的硬幣可以保持平衡，當(dāng)速度減小時(shí)，硬幣會(huì)倒下。
20，自行車的輪胎為什么用橡膠制成？?jī)?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(yùn)動(dòng)時(shí)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(guò)減輕壓力（相同體積的橡膠和木材、鋼鐵相比質(zhì)量小，對(duì)地面的壓力?。﹣?lái)減小對(duì)地面的壓強(qiáng)，減小自行車前進(jìn)的阻力，同時(shí)通過(guò)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(jìn)入，不讓氣體外漏，方便進(jìn)氣，保證充氣內(nèi)胎的密封。