自行车上的物理知识结题报告
一、课题背景
我国是一个人口大国,自行车作为一种交通工具，既轻便、环保，又可以健身，深受人们的青睐，中国老百姓拥有5亿多辆自行车。年出口达到2000万辆，从某种意义上来说，中国是一个自行车王国，每天清晨和落日时分，滚滚车流在中国的城市中碾动，这是最为壮观的一道风景，这是一条现代中国流动的长城。
这人人皆知的自行车上，却有许多等着我们去探究，我们几个同学组成研究小组，经过我们五人和物理老师的一番讨论之后，确立本次研究性学习的主题：自行车上的物理知识。
二、课题准备
大家共同商量后，将本次的“自行车上的物理知识”主题分成五个小课题：
1． 自行车上的物理知识（范凯达）
2． 自行车的相关历史（阮世超）
3． 自行车的结构和功能，杠杆知识（许玉宇）
4． 自行车上的摩擦知识（李家琪）
5． 自行车的设计和改造，并分析自行车前后轮静摩擦力问题（阮方荣）
以上课题涉及八年级和九年级《物理》中的知识，我们巩固了初二的内容，也同时对初三《物理》中杠杆这一章节进行复习，也对高一的知识进行了巩固。
三、课题目标
为了培养我们自主学习的能力与创新思维，得到独立锻炼的机会，增强社会合作能力，激发了我拉的科学探究精神，学到课本没有的知识，也能通过此次课题更好地从物理这一角度了解自行车。
四、课题目的
（！）提高在日常生活中发现科学原理的能力
（2）自已用科学知识改进日用品性能的能力
（3）提高自己观察、收集信息的能力
（4）培养创新能力，设计改装自行车
（5）培养同学的合作精神，共同探究
（6）通过学生亲自调查与访谈，了解自行车上的物理知识，培养学生严谨求实和勇于探索的科学精神、科学方法。
（7）让我们初步掌握社会调查研究方法，了解学术研究的基本程序和规范，培养对于学术研究和初步兴趣，体验学术研究的成就感，初步养成良好的学术品质。
（8）通过成果展示提高学生进行科学研究的积极性，还能让学生体验到成功的快乐。
五、活动步骤与过程
阶段一：确定要调查的课题，制定计划及主要任务；分析课题的可行性及研究范围；明确将要调查的对象
老题确定完课题，同学讨论分为五个子课题，并分配给了同学，我们小组共同制定了一系列有序可行的计划，期待着能完美完成此次任务。
阶段二：研究实物，外出采访自行车摊的师傅，并作记录，调查自行车流行现状，全面搜索第一手资料。
利用周末，我作为组长，将任务交给每一个同学，有的人把自己的自行车搬出来，供大家观察，有的人走进了自行车专卖店，研究自行车结构，并询问有关人员，有的人去了修自行车的摊铺一趟，询问了修车铺的师傅，了解到自行车的内部结构，问了他和脱链的原因。还有的人专门做了问卷调查，并进行整理，概括。周末的实地考察让我们收获了很多，也让人家对自行车的兴趣愈发变浓，感觉才这是真正的了解自行车的开始。
阶段三：查找相关的资料，进一步的试验探究，整理资料及数据。
这几个假期，大家通过各种途径上阶段的资料进行深一步的探究和讨论。<中国百科全书 >《十万个为什么》《辞海》等一些书籍成了我们小组的常客了。大家一有空就上网搜索，下载照片。我们终于了解到了“世界上最原始的自行车”，看到了“世界上最先进的自行车”，感受到了这小小的自行车竟然存在着如此多的奥秘。大家都十分好奇。
阶段四：小组成员互相交流，成果汇总。得出调查报告，想出合理建议。
小组同学把这几个星期以来的资料给大家分享，向物理老师和其他人提出自己解决不了的问题，共同交流，找出需要改进的地方，并共同对其进行了筛选、修改。每个人将资料整理成几张小报告，对课题研究进行总结。
片段五：活动感想与体会。
这次综合实践活动让我们离开课堂，来到最普通的生活中去实践。在那几周里，我们走访了自行车市场、去图书馆寻找相关书籍，上网查阅资料、还请教了物理老师。当然，在这过程中我们也遇到了许多“拦路虎”，但我们并没有因为害怕而退缩，如那次去自行车店铺的师傅，因他十分忙碌，所以我们就在烈日下足足晒了一个下午，但最终还是顺利进行了采访。
在这次十分有意义的研究性学习活动中，我们小组的所以成员都亲自参与，仔细观察，认真思考，敢于提问，并且努力总结，同时也培养了我们与他人合作的精神，丰富了我们的知识，让我们深刻感受到了通过自己的研究得到研究结果的乐趣。同时，锻炼了我们搜集、整理、分析信息和资料的能力，发现了我们的潜能和价值，增强了自信。对这次通过自己努力取得的结果，我们感到十分的满意，也乐在其中。我们都期待以后还有更多的利用集体的力量解决和研究更多有趣问题的机会。最后通过研学，我们认识到物理在生活中的重要意义。
当然，在这次综合实践中还有很多不够完善的地方，但是我们想：至少，我们用心，用汗水，用自己的智慧去经历了，感受了，体验了，结果就显得不太重要，过程才是我们所享受的瞬间。我们应经常在生活在实践，在实践中去学习。分享给你的朋友吧：人人网新浪微博开心网MSNQQ空间
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自行车在我国是很普及的代步和运载工具。在它的“身上”运用了许多力学知识，
1．测量中的应用
在测量跑道的长度时，可运用自行车。如普通车轮的直径为0.71米或0.66米。那么转过一圈长度为直径乘圆周率π，即约2.23米或2.07米，然后，让车沿着跑道滚动，记下滚过的圈数n，则跑道长为n×2.23米或n×2.07米。
2．力和运动的应用
(1)减小与增大摩擦。
车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦，人们常在这些部位加润滑剂。
多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎，车把手塑料套，蹬板套、闸把套等。变滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时，车轮不再滚动，而在地面上滑动，摩擦大大增加了，故车可迅速停驶。而在刹车的同时，手用力握紧车闸把，增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。
(2)弹簧的减震作用。
车的座垫下安有许多根弹簧，利用它的缓冲作用以减小震动。
3．压强知识的应用
(1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。
(2)座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车不易感到疲劳。
4．简单机械知识的应用
自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离，还使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与转轴等。
5．功、机械能的知识运用
(1)根据功的原理：省力必定费距离。因此人们在上坡时，常骑“S形”路线就是这个道理。
(2)动能和重力势能的相互转化。
如骑车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，就容易上去些，这里是动能转化为势能。而骑车下坡，不用蹬，车速也越来越快，此为势能转化为动能。
6．惯性定律的运用
快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突然停止运动，但车上的人和后轮没有受到阻力，根据惯性定律，人和后轮要保持继续向前的运动状态，所以后轮会跳起来。
切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！
(一)运动和力的应用
自行车的外胎,车把手塑料套,踏板套,闸把套等处均有凹凸不平的花纹以增大摩擦.刹车时,手用力握紧车闸把,增大刹车皮对车轮钢圈的压力,以达到制止车轮滚动的目的.刹车时,车轮不再滚动,而在地面上滑动,变滚动为滑动后,摩擦大大增加,所以车能够迅速制动.
车的前轴,中轴及后轴均采用滚动轴承以减小摩擦,在这些部件上,人们常常加润滑油进一步减小摩擦.
1.增大和减小摩擦
自行车上的力学知识
车的座垫下安有粗的螺旋状的弹簧,利用它的缓冲作用以减小震动.
2.弹簧的减震作用
自行车上的力学知识
(二)压强知识的应用
自行车的车胎上刻有载重量,明确告诉人们:不能超载,如车载过量,车胎受力面积不变,则车胎受到太大的压强将被压破.
1.自行车负重
2.车座上的物理
座垫呈马鞍型,它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强,使人骑车时感到较舒适.
自行车上的力学知识
(三)简单机械知识的应用
自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆,可增大刹车皮的拉力.另外,链轮牙盘与脚蹬,后轮与飞轮,车龙头与转轴等都是轮轴,利用它们可以省力.
自行车上的力学知识
(四)功和能的知识运用
1,人们在骑自行车上较陡的坡时,往往走"S"形路线,这是根据功的原理.如图,坡长相当于斜面长,坡高相当于斜面高,根据功的原理:W1=W2,即FL=Gh,亦可写作:,可看出,斜面长L是斜面高h的几倍,所用的力F就是重力G的几分之一,所以,在高度h不变的情况下,斜面越长越省力,走"S"形路线是为了增大斜面长,从而能顺利上坡.
自行车上的力学知识
(四)功和能的知识运用
2,动能和势能的相互转化
骑自行车上坡前,人们往往要加紧蹬几下,使车的速度(动能)增大,"动能冲坡",以较大的动能转化为较大势能,能够较容易到达坡顶.而骑车下坡时,不用脚蹬,车速也越来越快,这是势能转化为动能,动能不断增大,所以车速也不断增大
自行车上的力学知识
(五)刹车和惯性
自行车高速行驶特别是下坡时,不能单独用前闸刹车,否则会出现翻车事故,其原因是:前闸刹车,前轮被迫静止,而作为驱动轮的后轮车架和骑车人由于惯性还要保持原有的高速运动的趋势,这时就会以前轮与地面接触处为支点,向前翻转,造成翻车事故.
自行车上的力学知识
(六)测量中的应用
在测量道路的长度时,可运用自行车.如24型车轮直径为0.62米,26型车轮直径为0.66米,车轮转过一圈长度为直径乘以圆周率π,得1.95米或2.07米,然后,让车沿跑道滚动,记下滚过的圈数n,则跑道长n×1.95米或n×2.07米.
自行车上的力学知识
(七)热膨胀知识的运用
在炎热的夏天,车胎内的气不能充得太足,更不能放在烈日下曝晒,因为车胎内的空气受热急剧膨胀,压强猛增会将车胎胀破.
自行车上的力学知识
(八)机械能与内能的转化
用打气筒给车胎打气,过一会儿,筒壁会热起来,这是因为压缩筒内气体和克服活塞与筒壁的摩擦做功,使筒壁内能增加,温度升高,所以筒壁会发热.
发现轮胎上有许多纹路
——增大接触面粗糙程度，可以增大摩擦
2发现刹皮很粗糙
——同理，增大摩擦
3自行车龙头左右摆动
——运用了轮轴，相当于省力杠杆
4在光滑的路面上，踩一脚车子很久都不会停
——当物体不受力时，将永远匀速直线运动（牛顿第一定律）
5刹车时我们用很大力
——增大压力可以增大摩擦
1 轮胎上有许多花纹
增大摩擦系数，增大接触免，也就增大了摩擦力
2 刹车 ，
应用了杠杆原理同时也可以增大摩擦力
3 自行车龙头
杠杆原理；运用了轮轴，滚动摩擦力小
4 踏轮
杠杆原理；前齿轮大后齿轮小
5 车轴
里面有轴承，减小了摩擦力
6 有的车有减震
7 外胎是橡胶的增大了摩擦力
回答者： dabenren | 十二级 | 2011-1-29 19:08
自行车在我国是很普及的代步和运载工具。在它的“身上”运用了许多力学知识，
1．测量中的应用
在测量跑道的长度时，可运用自行车。如普通车轮的直径为0.71米或0.66米。那么转过一圈长度为直径乘圆周率π，即约2.23米或2.07米，然后，让车沿着跑道滚动，记下滚过的圈数n，则跑道长为n×2.23米或n×2.07米。
2．力和运动的应用
(1)减小与增大摩擦。
车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦，人们常在这些部位加润滑剂。
多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎，车把手塑料套，蹬板套、闸把套等。变滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时，车轮不再滚动，而在地面上滑动，摩擦大大增加了，故车可迅速停驶。而在刹车的同时，手用力握紧车闸把，增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。
(2)弹簧的减震作用。
车的座垫下安有许多根弹簧，利用它的缓冲作用以减小震动。
3．压强知识的应用
(1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。
(2)座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车不易感到疲劳。
4．简单机械知识的应用
自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离，还使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与转轴等。
5．功、机械能的知识运用
(1)根据功的原理：省力必定费距离。因此人们在上坡时，常骑“S形”路线就是这个道理。
(2)动能和重力势能的相互转化。
如骑车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，就容易上去些，这里是动能转化为势能。而骑车下坡，不用蹬，车速也越来越快，此为势能转化为动能。
6．惯性定律的运用
快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突然停止运动，但车上的人和后轮没有受到阻力，根据惯性定律，人和后轮要保持继续向前的运动状态，所以后轮会跳起来。
切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！
(一)运动和力的应用
自行车的外胎,车把手塑料套,踏板套,闸把套等处均有凹凸不平的花纹以增大摩擦.刹车时,手用力握紧车闸把,增大刹车皮对车轮钢圈的压力,以达到制止车轮滚动的目的.刹车时,车轮不再滚动,而在地面上滑动,变滚动为滑动后,摩擦大大增加,所以车能够迅速制动.
车的前轴,中轴及后轴均采用滚动轴承以减小摩擦,在这些部件上,人们常常加润滑油进一步减小摩擦.
1.增大和减小摩擦
自行车上的力学知识
车的座垫下安有粗的螺旋状的弹簧,利用它的缓冲作用以减小震动.
2.弹簧的减震作用
自行车上的力学知识
(二)压强知识的应用
自行车的车胎上刻有载重量,明确告诉人们:不能超载,如车载过量,车胎受力面积不变,则车胎受到太大的压强将被压破.
1.自行车负重
2.车座上的物理
座垫呈马鞍型,它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强,使人骑车时感到较舒适.
自行车上的力学知识
(三)简单机械知识的应用
自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆,可增大刹车皮的拉力.另外,链轮牙盘与脚蹬,后轮与飞轮,车龙头与转轴等都是轮轴,利用它们可以省力.
自行车上的力学知识
(四)功和能的知识运用
1,人们在骑自行车上较陡的坡时,往往走"S"形路线,这是根据功的原理.如图,坡长相当于斜面长,坡高相当于斜面高,根据功的原理:W1=W2,即FL=Gh,亦可写作:,可看出,斜面长L是斜面高h的几倍,所用的力F就是重力G的几分之一,所以,在高度h不变的情况下,斜面越长越省力,走"S"形路线是为了增大斜面长,从而能顺利上坡.
自行车上的力学知识
(四)功和能的知识运用
2,动能和势能的相互转化
骑自行车上坡前,人们往往要加紧蹬几下,使车的速度(动能)增大,"动能冲坡",以较大的动能转化为较大势能,能够较容易到达坡顶.而骑车下坡时,不用脚蹬,车速也越来越快,这是势能转化为动能,动能不断增大,所以车速也不断增大
自行车上的力学知识
(五)刹车和惯性
自行车高速行驶特别是下坡时,不能单独用前闸刹车,否则会出现翻车事故,其原因是:前闸刹车,前轮被迫静止,而作为驱动轮的后轮车架和骑车人由于惯性还要保持原有的高速运动的趋势,这时就会以前轮与地面接触处为支点,向前翻转,造成翻车事故.
自行车上的力学知识
(六)测量中的应用
在测量道路的长度时,可运用自行车.如24型车轮直径为0.62米,26型车轮直径为0.66米,车轮转过一圈长度为直径乘以圆周率π,得1.95米或2.07米,然后,让车沿跑道滚动,记下滚过的圈数n,则跑道长n×1.95米或n×2.07米.
自行车上的力学知识
(七)热膨胀知识的运用
在炎热的夏天,车胎内的气不能充得太足,更不能放在烈日下曝晒,因为车胎内的空气受热急剧膨胀,压强猛增会将车胎胀破.
自行车上的力学知识
(八)机械能与内能的转化
用打气筒给车胎打气,过一会儿,筒壁会热起来,这是因为压缩筒内气体和克服活塞与筒壁的摩擦做功,使筒壁内能增加,温度升高,所以筒壁会发热.
发现轮胎上有许多纹路
——增大接触面粗糙程度，可以增大摩擦
2发现刹皮很粗糙
——同理，增大摩擦
3自行车龙头左右摆动
——运用了轮轴，相当于省力杠杆
4在光滑的路面上，踩一脚车子很久都不会停
——当物体不受力时，将永远匀速直线运动（牛顿第一定律）
5刹车时我们用很大力
——增大压力可以增大摩擦
1 轮胎上有许多花纹
增大摩擦系数，增大接触免，也就增大了摩擦力
2 刹车 ，
应用了杠杆原理同时也可以增大摩擦力
3 自行车龙头
杠杆原理；运用了轮轴，滚动摩擦力小
4 踏轮
杠杆原理；前齿轮大后齿轮小
5 车轴
里面有轴承，减小了摩擦力
6 有的车有减震
7 外胎是橡胶的增大了摩擦力 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、停驶、确保行车安全。 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。
编辑本段组成
车体部分
包括车架、前叉、车把、鞍座和前叉合件等，是自行车的主体。自行车(20张)传动部分
包括脚蹬、曲柄、链轮、链条、中轴和飞轮等，由人力踩动脚蹬，通过以上传动件带动车轮旋转，驱车前行。
行动部分
即前后车轮、包括前后轴部件、辐条、轮辋（车圈）、轮胎等。
安全装置
包括制动器（车闸）、车灯、车铃、反射装置等。 根据需要，还可增加一些附件，如支架、衣架、保险叉、挡泥板、气筒等。另外，装有变速机构的运动车、竞赛车、山地车等还装有变速控制器和前后拨链器等。
编辑本段分类
公路自行车（Road bicycle）
用来在平滑公路路面上使用的车种，由于平滑路面阻力较小，公路自行车的设计更大考量高速，往往使用可减低风阻的下弯把手，较窄的高气压低阻力外胎，挡位较高，且轮径比一般的登山越野车都大，由于车架和配件不须像山地车一样需要加强，所以往往重量较轻，在公路上骑行时效率很高。由于车架无需加强又往往采用简单高效的菱形设计，公路车是最为优美的自行车。
场地自行车（Track bicycle）
用于在室内极其平滑的椭圆形赛道上使用的自行车，这种自行车没有车闸(煞车)，没有变速器，且没有可逆转的飞轮。 三项赛/计时赛自行车（Triathlon/Time Trial bicycle）在三项赛和计时赛运动中使用的公路自行车，三项赛和计时赛的最大特点就是不允许使用牵引气流（draft），也就是说选手必须完全通过自己的力量来克服空气阻力，而不须骑在其他选手后面，所以三项赛/计时赛自行车在设计时非常注重让选手保持一个减小空气阻力的骑行姿势，同时注意减小自行车自身的空气阻力。三项赛自行车还让选手在骑行时使用和跑步时相近的肌肉组，这样使从骑行到跑步的转换更容易。
山地自行车（Mountain bike）
山地自行车起源于1977年美国旧金山。 设计为骑乘于山区的车种，通常具有变速器可变换省力或快速的档位，有些会在车架安装避震器，部分的轮胎胎皮是巧克力胎纹以便于在无铺面的路面骑乘。 山地车零件的尺寸一般为英制单位。车圈为24/26/29英寸，轮胎尺寸一般为1.0-2.5英寸。车架尺寸也以英制为单位，例如14"、17"、19"来表示车架尺寸的大小。
速降自行车（DownHill bike）
山地自行车(Mountain bike)
速降自行车，也称落山自行车。英文简称DH。是一种极具挑战性的活动。骑手利用特制的DH自行车在山坡上滑翔，甚至坠山来寻求刺激。活动多在山脊、矿洞、雪地等地带开展。奥地利人利用DH创造出210.4KM/H的世界纪录。 速降自行车的车架角度与山地自行车有所区别，零件与山地自行车一样都为英制单位。进行此项活动时必须佩戴头盔、护甲等装备。前叉减震的行程比山地自行车及XC自行车要长。轮胎宽度一般超过2英寸。
斜躺自行车（Recumbent）
与传统设计上较不一样的自行车。通常有较大且舒适的座椅，两轮或三轮。优点是舒适，且风阻低。
旅行自行车（Touring bicycle）
由公路自行车发展而来，适合超远程自给自足的旅行，有较舒适放松的车架几何设计，能够负重，有很低的最低档位，使用较宽的车胎，配件选择方面追求可靠耐用而不太侧重减轻重量，往往是用山地车脚踏板。
广告自行车（Advertising bike）
广告自行车是由中国国家专利局授权（ZL2007 2 0312144.6）的薄壳型车架制作的特殊自行车，利用车架表面积发布广告的专业广告自行车。
越野公路车（Cross-country cycling）
由公路自行车发展而来，起源于骑手们想用一辆自行车同时征服公路和山地，于是骑手们选用较结实的公路车架和轮子，再安装上更强的车闸和很宽的车胎，使用山地车脚踏板。越野公路车既可以在公路上实现较高速度，也有一定越野能力。 双人/多人自行车（Tandem bicycle） 又称为协力车，由两人以上协同出力，由第一位控制方向。
折叠车（Folding bicycle）
是为了便于携带与装进车内而设计的车种，有些地方的铁路及航空等公共交通工具允许旅客随身携带可折叠收合并装袋的自行车。
电动自行车（Motorized bicycle）
一种以一半电力驱动和一半人力驱动的环保电动交通工具。电动自行车可以自动侦测双脚施力状况，在需要时以适当的动力辅助踏踩，自动调节动力。在中国广州等地区，因为电池回收等问题，禁止使用电动自行车。
小轮车（Cycling BMX）
一种专门用于极限运动的自行车，这类车为了更适合特技表演而作出了不少改造，比如更轻量化的车身，没有刹车，车把可以360°旋转。
全木头自行车
自行车
自行车
其实...我同求
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