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1、自行车上的力学知识自行车上的力学知识晋中市榆次区晋中市榆次区晋华中学任宏晋华中学任宏2011.3力学知识力学知识 第十一章第十一章 第十二章第十二章 第十三章第十三章 第十四章第十四章 第十五章第十五章多彩的物质世界多彩的物质世界运动和力运动和力力和机械力和机械压强和浮力压强和浮力功和机械能功和机械能质量和密度质量和密度运动的描述、运动的快慢运动的描述、运动的快慢牛顿第一定律、惯性、二力平衡牛顿第一定律、惯性、二力平衡弹力、重力、摩擦力弹力、重力、摩擦力杠杆和其他简单机械杠杆和其他简单机械功、功率、机械效率功、功率、机械效率动能和势能及其转化动能和势能及其转化固体、液体、大气压、流体固体、液体
2、、大气压、流体浮力的大小、应用浮力的大小、应用 例：轮胎、车把、脚蹬以及刹车皮上都刻例：轮胎、车把、脚蹬以及刹车皮上都刻有花纹，其目的是什么？有花纹，其目的是什么？答：这样可以使接触面粗糙，从而增大摩擦。答：这样可以使接触面粗糙，从而增大摩擦。答：所有车轴处均装有滚珠轴承，可变滑动摩答：所有车轴处均装有滚珠轴承，可变滑动摩擦为滚动摩擦，来减小摩擦；加润滑油，可使擦为滚动摩擦，来减小摩擦；加润滑油，可使接触面彼此分离，也大大地减小了摩擦，从而接触面彼此分离，也大大地减小了摩擦，从而使自行车处于良好的运转状态。使自行车处于良好的运转状态。 1、自行车的哪些部位要减小摩擦，用什么方、自行车的哪些部位
3、要减小摩擦，用什么方法来减小？法来减小？一、摩擦力改变物体间的压力大小改变物体间的压力大小改变物体间接触面的粗糙程度改变物体间接触面的粗糙程度滑动摩擦与滚动摩擦之间的相互转变滑动摩擦与滚动摩擦之间的相互转变是否加润滑油是否加润滑油(接触面离开接触面离开)2、骑自行车紧急刹车时，双手紧握刹车把骑自行车紧急刹车时，双手紧握刹车把的力越大，车越容易停下来，这是为什么？的力越大，车越容易停下来，这是为什么？ 答：双手用力紧紧握住刹车把时，加大了闸皮对车答：双手用力紧紧握住刹车把时，加大了闸皮对车胎钢圈的压力，闸皮和钢圈的摩擦力就会加大，自胎钢圈的压力，闸皮和钢圈的摩擦力就会加大，自行车停得就越快。行车
4、停得就越快。 3、人骑自行车在水平路面上前进的过程、人骑自行车在水平路面上前进的过程中，停止蹬自行车后，自行车为什么还可中，停止蹬自行车后，自行车为什么还可以继续前进？以继续前进？人骑自行车前进时，自行车人骑自行车前进时，自行车处于向前的运动状态处于向前的运动状态，不蹬脚踏板时不蹬脚踏板时，失去了前进的动力，但由于，失去了前进的动力，但由于惯性惯性，自行，自行车还会车还会保持原来运动状态保持原来运动状态继续向前。继续向前。二、运动和力惯性惯性:任何物体都具有的任何物体都具有的保持运动状态不变保持运动状态不变(静止状态或匀速直线运动状态静止状态或匀速直线运动状态)的性质。的性质。 力力是改变物体
5、运动状态的原因。是改变物体运动状态的原因。4、小聪骑车行驶在回家的路上，以路旁、小聪骑车行驶在回家的路上，以路旁树木为参照物，他是树木为参照物，他是 的；以自行车的；以自行车为参照物，他是为参照物，他是 的。的。5、小明从家骑自行车到学校需要行驶、小明从家骑自行车到学校需要行驶5min ，他的骑车速度约，他的骑车速度约5m/s，那么他家，那么他家离学校大约有离学校大约有km。 运动运动1.5S=vt=5m/s560s=1500m=1.5km静止静止三、机械能三、机械能6、当人骑自行车下坡时，即使不踩脚踏板，车的、当人骑自行车下坡时，即使不踩脚踏板，车的速度也会越来越快，这是因为速度也会越来越快
6、，这是因为 能转化能转化成了成了 能。能。 7、人骑自行车上坡前，为什么要紧蹬几下？、人骑自行车上坡前，为什么要紧蹬几下？答：这样做的目的是增大自行车的速度，来增大人和答：这样做的目的是增大自行车的速度，来增大人和自行车的动能，这样上坡时这些较大的动能转化为较自行车的动能，这样上坡时这些较大的动能转化为较大的重力势能，能上得更高一些。大的重力势能，能上得更高一些。 重力势重力势动动 影响动能和重力势能大小的因素：影响动能和重力势能大小的因素：动能动能质量质量速度速度重力势能重力势能质量质量高度高度8.9、骑自行车上坡、骑自行车上坡时，要想省力，后时，要想省力，后轴的齿轮应该换用轴的齿轮应该换用
7、较小的还是较大的？较小的还是较大的？（课本图（课本图0.17）四、简单机械四、简单机械L2F2F1L1杠杆原理：杠杆原理：F1L1=F2L2F2L2不变，不变，L1越大越大F1越小，越小，越省力越省力F2L1L2F1杠杆原理：杠杆原理：F1L1=F2L2与脚蹬一起转动的与脚蹬一起转动的“牙盘牙盘”用的齿轮越大越用的齿轮越大越力力（选填（选填“省省”或或“费费”）费费 杠杆的分类杠杆的分类: 省力杠杆：省力杠杆：F1F2，l1l2，省力费距离，省力费距离 费力杠杆：费力杠杆：F1F2，l1l2，费力省距离，费力省距离 等臂杠杆：等臂杠杆：F1F2，l1=l2，改变方向，改变方向10、自行车设计中
8、哪些地方需要减小压、自行车设计中哪些地方需要减小压强，采取了什么方法？强，采取了什么方法？ 五、压强五、压强 （1）自行车的车座做得扁而平，增大受力）自行车的车座做得扁而平，增大受力面积，以减小它对身体的压强面积，以减小它对身体的压强 （2）自行车的脚踏板做得扁而平，增大受）自行车的脚踏板做得扁而平，增大受力面积，以减小它对脚的压强；力面积，以减小它对脚的压强； （3）在车轴拧螺母处要加一个垫圈，增大）在车轴拧螺母处要加一个垫圈，增大受力面积，减小压强；受力面积，减小压强；请你计算请你计算11小勇家刚买了一辆电动自行车，车身质小勇家刚买了一辆电动自行车，车身质量为量为40 kg，每个车胎与地面
9、的接触面积约，每个车胎与地面的接触面积约为为15cm2，若小勇的质量为，若小勇的质量为50 kg，则小勇，则小勇骑车时，自行车对地面的压力和压强各是骑车时，自行车对地面的压力和压强各是多大多大?（取（取g10N/kg）解：自行车对地面的压力：解：自行车对地面的压力： FGmg(40kg+50kg)10N/kg900N自行车对地面的压强：自行车对地面的压强： p=F/S=900N/(21510-4m2)=3105Pa 12、（、（2010江苏镇江）电动自行车轻便、实用、江苏镇江）电动自行车轻便、实用、无污染，很受人们喜爱若某人骑电动自行车在无污染，很受人们喜爱若某人骑电动自行车在一段平直的公路上
10、匀速行驶了一段平直的公路上匀速行驶了150m，用时，用时30s，电动自行车的牵引力为电动自行车的牵引力为20N，在此过程中：，在此过程中： (1)电动自行车速度的大小；电动自行车速度的大小；(2) 牵引力所做的功；牵引力所做的功；(3) 牵引力做功的功率牵引力做功的功率 解：解：1）v=s/t=150m/30s=5m/s 2）W=Fs=20N150m=3000J 3）P=W/t=3000J/30s=100W 或或P=Fv=20N5m/s=100W压强压强摩擦摩擦简单机械简单机械功和机械能功和机械能自自行行车车运动和力运动和力增大和减小摩擦的方法增大和减小摩擦的方法运动和静止的相对性运动和静止的
11、相对性速度、路程和时间的计算速度、路程和时间的计算惯性惯性功和功率的计算功和功率的计算杠杆、轮轴杠杆、轮轴增大和减小压强的办法增大和减小压强的办法压强的计算压强的计算p=F/S动能和势能的相互转化动能和势能的相互转化 课后请继续思考：自行车上还有哪些其他课后请继续思考：自行车上还有哪些其他方面的物理知识呢？方面的物理知识呢？ 提示：关于声的、光的、热的、电的提示：关于声的、光的、热的、电的电动自行车电动自行车老式自行车老式自行车形形色色的现代自行车形形色色的现代自行车形形色色的现代自行车形形色色的现代自行车形形色色的现代自行车形形色色的现代自行车历史的变迁历史的变迁 2010年，我国汽车保有量
12、超过年，我国汽车保有量超过8500万辆；万辆； 过去过去5年，中国新增年，中国新增1亿吨炼油能力，全部亿吨炼油能力，全部被新增的被新增的3500万辆汽车吞噬掉。如果中国万辆汽车吞噬掉。如果中国千人汽车保有量达到美国的水平，全世界千人汽车保有量达到美国的水平，全世界的石油都供应不起。的石油都供应不起。 预计到预计到2020年中国汽车保有量将超过亿年中国汽车保有量将超过亿辆，由此带来的能源问题、环境问题以及辆，由此带来的能源问题、环境问题以及交通拥堵问题将更加突出。交通拥堵问题将更加突出。 惊人的数据惊人的数据租、还全自助智能型公共自行车租、还全自助智能型公共自行车请用你的智慧请用你的智慧把我们的生活变得更加美好把我们的生活变得更加美好!