1.自行车中的科学知识有哪些
1、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? 答: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,由于惯性,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!
2、自行车下坡时,不再用力蹬车,车一般也会越来越快,这是为什么? 答:自行车下坡过程是重力势能转化为动能的过程,动能增大,速度也增大。
3、用打气筒给自行车车胎打气时,不一会儿气筒壁就会热起来,这是什么原因? 答:主要原因:打气筒的活塞压缩气体做功,气体内能增加,气体内能传给气筒壁,使气筒壁温度升高;次要原因:打气过程也是克服活塞和筒壁摩擦力做功过程,是气筒壁内能增加,温度升高。
4、骑自行车的人在上坡前,往往要用力蹬几下,这样做有什么好处? 答:骑自行上坡过程是动能转化为势能的过程,上坡前用力蹬几下,增大了车的速度,从而增大了车的动能,上坡过程中,这些动能转化为势能,车子容易爬到坡顶。
5、如果在夏天车气打足,则轮胎在强烈的阳光照射下,往往会爆胎,这是为什么? 答:轮胎中气体在阳光照射下,吸收热量,温度升高,受热膨胀,故车胎易爆。 6、不再蹬车后,自行车为什么仍能运动? 答:自行车原来是运动的,当不再蹬时,自行车由于惯性仍保持原来的运动状态,所以自行车仍能运动。
7、紧急刹车时,新的轮胎为什么会在地面上留下一道黑色的痕迹? 答:刹车时,车轮基本不转动,但由于惯性,车子仍向前滑动,此时轮胎要克服地面摩擦做功,机械能转化为内能,轮胎因温度升高而焦化,所以会在地面上留下黑色的痕迹。
8、骑自行车上坡,走S形路线比较省力,这是为什么? 答:骑自行车上坡,不管路线如何,爬上坡顶升高的高度时一样的,但走S形路线所走的路线比较长些,相当于把斜面的长度拉长了,在高度相同的情况下,斜面越长越省力,所以走S形路线省力些。
该答案来自极限户外网官方网站
2.自行车中包含了哪些科学知识
很多。
自行车的主要平衡原理 —— 陀螺原理(物理学)实际上是一种惯性现象。
自行车的动力以及变速原理 —— 经典的主动轮、从动轮、传送带(链条)组成的传动系统。变速是通过改变主动轮和从动轮的大小比例来完成的。
现在主流的刹车部件有两种,一种就是经典的夹器上面带橡胶,通过夹器的收紧,橡胶摩擦车圈让车减速。由于这个部件从截面上看上去像一个倒V形,所以称作V刹。还有就是更先进有效一些的,类似汽车刹车的碟刹。是利用夹器上带有一种利于散热且磨阻较大的物质,通过与车轱辘中轴(花鼓)旁的碟片摩擦,将这种物质尽量均匀的“涂抹”在碟片上,再之后通过收紧夹器,可以获得更大的摩擦力。—— 实际上这里涉及到化学与物理知识。V刹使用橡胶是因为橡胶这种有机物分子结构稳定,分子间力学结构也稳定(当然这里的橡胶是个混合物,里面还加入了碳等物质使其更坚韧),不容易磨损,同时橡胶本身有韧性,摩擦时不容易损坏别的部件。另外,看似两种刹车都是通过摩擦力来减低车速,其实是一种能量的转换:自行车在运动时具有动能,而当刹车时,刹车装置通过摩擦将自行车的动能转化成为另一种能量 - 热。过热对于机械部件的寿命是有影响的(这又涉及了其他的知识),所以上面提到的碟刹上面使用的提供阻力的材料是一种利于散热的物质。而V刹,产生大量的热后,橡胶中的碳元素会“碳化”结晶为碳物质,蹭的车轱辘上面一圈全是黑色。言归正传:这里涉及了材料科学,化学,物理中的能量转换等……
为了提高速度,专业的比赛用竞速单车还会为降低空气阻力而作特别的设计 —— 空气动力学。
为了能让骑行者、比赛者的骑行更加舒适,在车把、车座等还会做特殊设计,比如车座上面的散热孔 —— 人体工程学
车身上漂亮的喷漆涂装涉及化学。
等等……
3.观察家中的自行车,试举出其中的一些科学常识(至少写出4种
1.测量中的运用
在测量跑道的长度时,可运用自行车。如普通车轮的直径是0.71米或0.66米。那么转过一圈长度为直径乘圆周率,即约2.33米或2.07米,然后,让车沿这跑道滚动,记下滚动的圈数n则跑道长为2.33n米或2.07n米。
2.力和运动的运用
⑴ 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。而在刹车的同时,手用力握紧闸把,增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。
⑵ 弹簧的减振作用。车的坐垫下安有许多根弹簧,利用它的缓冲作用以减小振动
3.压强知识的运用
⑴自行车车胎上刻有载重量。如车载重过量,则车胎受到压强太大而被压破。
⑵坐垫呈马鞍形,它能够增大坐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.简单机械知识的运用
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:脚踏板与链轮牙盘;后轮与飞轮及龙头与转轴等。
5.功和机械能的知识的运用
⑴ 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
⑵ 动能和重力势能的互相转化。如骑车上坡前,人们要加紧蹬几下,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。
⑶ 整体上自行车是费力机械,一般为省距离才骑自行车。顶风骑车比顶风行走艰难,就是因为骑车费的力被“放大”了。
6.前驱和后驱
[1]自行车属于后驱,即后轮驱动,前轮被动。
[2]自行车由于后驱,笔直骑过后的胎痕一条笔直,一条规则弯曲,笔直的为后轮胎痕,弯曲的为前轮胎痕。
自行车上的杠杆
A、控制前轮转向的杠杆:自行车的车把,是省力杠杆,人们用很小的力就能转动自行车前轮,来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。
B、控制刹车闸的杠杆:车把上的闸把是省力杠杆,人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上。
自行车上的轮轴
A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮:组成省力轮轴(脚蹬半径大于花盘齿轮半径)。
B、自行车手把与前叉轴:组成省力轮轴(手把转动的半径大于前叉轴的半径)。
C、后轴上的齿轮和后轮:组成费力轮轴(齿轮半径小于后轮半径)。
自行车上的气压知识。
自行车内胎充气:早期的各种轮子都是木轮、铁轮,颠簸不已。现代自行车使用充气内胎主要是使胎内的压强增大,可以起到缓冲的作用,同时可以减小自行车前进的阻力。气门芯的作用:充气内胎上的气门芯,起着单向阀门的作用,只让气体进入,不让气体外漏,方便进气,保证充气内胎的密封。
自行车上光学知识。
自行车上的红色尾灯,不能自行发光,但是到了晚上却可以提醒司机注意,因为自行车的尾灯是由很多蜂窝状的“小室”构成的,而每一个“小室”是由三个约成90度的反射面组成的。这样在晚上时,当后面汽车的灯光射到自行车尾灯上,就会产生反射光,由于红色醒目,就可以引起司机的注意。
摩擦力的大小跟两个因素有关:压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大,摩擦力越大;接触面越粗糙,摩擦力越大。自行车外胎有凸凹不平的花纹,这是通过增大自行车与地面间的粗糙程度,来增大摩擦力的,其目的是为了防止自行车打滑。
4.自行车中的科学
物理: 自行车车把/轮胎上有花纹,是接触面更粗糙,增大了摩擦。
自行车刹是增大压力来增大摩擦,从而使车停住. 自行车在车刹的作用下停止,说明力可以改变物体的运动状态。 自行车行驶时前轮受到地面对其的摩擦力向后,后轮的向前。
自行车载人后车轮变扁,说明力可以使物体发生形变。 自行车行驶很久后车胎会变热,说明做功可以改变物体的内能。
自行车准备行驶时向后蹬地,便向前冲去,利用了力的作用是相互的.化学: 自行车的钢圈常用铜或铝合金做,铜是利用了它金属活动性弱,铝则是因为表面有一层氧化膜防止了继续氧化。 自行车需刷漆,是通过隔绝氧气与水防止铁与空气中水蒸气及氧气反应生锈。
自行车的链条涂油也是防止生锈。
5.自行车知识、
自行车,又称脚踏车或单车,通常是二轮的小型陆上车辆。
人骑上车后,以脚踩踏板为动力,是绿色环保的交通工具。英文bicycle或bike的bi意指二,而cycle意指轮。
在日本称为“自耘车”;在中国大陆、台湾、新加坡,通常称其为“自行车”或“脚踏车”;在港澳则通常称其为“单车”。原理 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。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。
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。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,部份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) 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。