第12章 4　跨学科实践：自行车 同步练习（学生版+答案版） 2024-2025学年物理教科版八年级下册

4　跨学科实践：自行车 自行车的结构 1．自行车：伟大的人力机械发明，由 、 等简单机械组成． 2．自行车有不同的类型，不同类型自行车各部件均有其特定的性能． 3．自行车主要由 系统、 系统、变速系统、 系统、避震系统等组成，如图所示． 自行车与物理 1．自行车与简单机械 (1)自行车的车把相当于一个轮轴，车把相当于 ，前轴为 ，实质是一个 杠杆． (2)自行车的脚踏板与中轴也相当于一个轮轴，实质为一个省力杠杆． (3)自行车的飞轮也相当于一个省力的轮轴． (4)自行车的刹车把相当于一个省力杠杆． 2．自行车与摩擦 (1)自行车车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车块处均刻有一些花纹，增大接触面粗糙程度，增大摩擦力． (2)车轴处经常上一些润滑油，以减小接触面粗糙程度，来减小摩擦力． (3)所有车轴处均有滚珠，变滑动摩擦为滚动摩擦，来减小摩擦，转动方便． (4)刹车时，需要攥紧刹车把，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力． (5)紧蹬自行车前进时，后轮受到的摩擦力方向向前，是自行车前进的动力，前轮受到的摩擦力方向向后，是自行车前进的阻力． 3．自行车与压强 (1)自行车的车座做得扁而平，来增大受力面积，以减小它对身体的压强． (2)轮胎一般采用橡胶制作并采用充气方式，耐磨性和弹性较好，大幅度减小了颠簸，增大了骑行的舒适感．充足气的自行车轮胎着地面积大约为S＝2×10 cm×5 cm＝100 cm2，骑行时对地面的压力约为F＝(500 N＋150 N)＝650 N，可以计算出自行车对地面的压强为6.5×104 Pa. (3)自行车的脚踏板做得扁而平，来增大受力面积，以减小它对脚的压强． (4)在车轴拧螺母处要加一个垫圈，来增大受力面积，以减小压强． (5)自行车的内胎要充够足量的气体，在气体的体积、温度一定时，气体的质量越大，压强越大． (6)在夏天自行车轮胎内的气体不能充得太足，是为了防止自行车爆胎，因为对于质量、体积一定的气体，当温度越高，压强越大，当压强达到一定程度时，若超过了轮胎的承受能力，就会发生爆胎的情况． 4．自行车与惯性 (1)当人骑自行车前进时，停止蹬自行车后，自行车仍然向前走，是由于它有惯性． (2)当人骑自行车前进时，若遇到紧急情况，一般情况下要先捏紧后刹车，然后再捏紧前刹车，或者前后一起捏紧，这样做是为了防止人由于惯性而向前飞出去． (3)自行车靠惯性前进时，前后轮受到的摩擦力方向均向后，这两个力均是自行车前进的阻力． 5．自行车与声和光 (1)自行车的金属车铃发声是由于铃盖在不停地振动，而汽笛发声是由于汽笛内的气体不断地振动而引起的． (2)在日常生活中，自行车的后面都装有一个“后尾灯”(反光镜)，特点是哪个方向的光照射过来，它就会向那个方向反射回去．它的设计很巧妙，组它是由三个相互垂直的平面镜组成一个立体直角，用其内表面作为反射面，这叫角反射器．当有光线从任意角度射向尾灯时，它都能把光“反向射回”，当光线射向反光镜时，会使后面的人很容易看到．在夜间，当汽车灯光照到它前方的自行车尾灯上，无论入射方向如何，反射光都能反射到汽车上，其光强远大于一般的漫反射光，就如发光的红灯，足以让汽车的司机观察到． 6．自行车与能量转化 (1)当人骑自行车下坡时，速度越来越快，是由于下坡时人和自行车的重力势能转化为人和自行车的动能． (2)当人骑自行车上坡之前要紧蹬几下，目的是增大速度，来增大人和自行车的动能，这样上坡时动能转化为重力势能，能上得更高一些． (3)自行车的车梯上挂有一个弹簧，在它弹起时，弹簧的弹性势能转化为动能，车梯自动弹起． 自行车与简单机械 典例 机械以各种不同的形式展现在生活中，成为生活中不可或缺的部分，如图是自行车结构图，关于其机械的应用，正确的是( ) 典例图 A．螺丝和螺帽：斜面类螺旋简单 ... ...