1.紧急需要“自行车上的物理知识”研究性学习论文,1500字以上,请大
1、运动原理 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。
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
脚蹬部件:脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上,是一个将平动力转化为转动力的装置。自行车骑行时,脚踏力首先传递给脚蹬部件,然后由脚蹬轴转动曲柄、中轴、链条飞轮,使后轮转动,从而使自行车前进。
因此脚蹬部件的结构和规格是否合适,将直接影响骑车人的放脚位置是否合适,自行车的驱动能否顺利进行。脚踏:可分为整体式脚踏和组合式脚踏。
无论什么款式的脚踏都必须有脚踏面,必须安全可靠,具有一定的防滑性能。车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。
为了减轻管重量,提高强度,较高档的自行车采用低合金钢管制造。为了减少快速行驶的阻力,自行车应该采用流线型的钢管。
由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的,车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体,车架部件制造精度的优劣,将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快。外胎:分软边胎和硬边胎两种。
软边胎断面较宽,能全部裹住内胎,着地面积比较大,能适宜多种道路行驶。硬边胎自重轻,着地面积小适宜在平坦的道路上行驶,具有阻力小,行驶轻快等优点。
前叉部件:前叉部件在自行车结构中处于前方部位,它的上端与车把部件相连,车架部件与前管配合,下端与前轴部件配合,组成自行车的导向系统。转动车把和前叉,可以使前轮改变方向,起到了自行车的导向作用。
此外,还可以起到控制自行车行驶的作用。 前叉部件的受力情况属悬臂梁性质,故前叉部件应该具有足够的强度等性质。
链轮:应该用高强度钢材制成,保证其达到需要的拉力。 飞轮工作原理:当向前踏动脚踏是,链条带动飞轮向前转动,这时飞轮内齿和千斤相含。
飞轮的转动力通过千斤传到芯子,芯子带动后轴和后轮转动,自行车就前进了。当停止踏动脚踏板时,链条和外套都不旋转,但后轮在惯性作用下仍然带动芯子和千斤向前转动,这时飞轮内齿产生相对滑动,由此将芯子压缩到芯子的槽口内,千斤又压缩了千斤簧。
当千斤齿顶滑到飞轮内齿顶端时,千斤簧被压缩得最多,再稍微向前滑一点,千斤被千斤簧弹到齿根上,发出“嗒嗒”的声响。芯子转动加快,千斤也很快在各个飞轮内齿上滑动,发出“嗒嗒”的声音。
当反向踏动脚踏时,外套反向转动,会加速千斤的滑动,使“嗒嗒”声响得更急促。多级飞轮是自行车变速装置中的一个重要部件。
多级飞轮是在单级飞轮的基础上,增加几片飞轮片,与中轴上的链轮结合,组成各种不同的传递比,从而改变了自行车的速度。链条:链条又称车链、滚子链,安装在连轮和飞轮上。
其作用是将脚踏力由曲柄、链轮传递到飞轮和后轮上,带动自行车前进,应该减少链条的宽度,使它与齿轮紧密接触,减少掉链的几率。2、自行车的力学知识2.1 运动和力的应用2.1.1 增大和减小摩擦 自行车在行驶的过程中,各个相互接触的部件间产生相对运动,这些地方就存在摩擦。
手与车把间摩擦、车轮与地面间摩擦、闸皮与车轮间的摩擦等都是有益摩擦。用摩擦系数较大的橡胶制作车把上的胶套,在胶套上刻上花纹来增大手与车把间摩擦;在轮胎外壳上刻上花纹来增大车轮与地面间摩擦;,采用增大压力的方法来增大闸皮与车轮间的摩擦。
前轴、中轴、后轴、脚蹬、车把与车架间等各个转动部位的摩擦都属于有害摩擦。减小这些有害摩擦的方法是在转动部位安装轴承,利用滚动摩擦代替了滑动摩擦;通过向这些部位加上黄油(钙基润滑脂)或机油进行润滑。
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。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。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。
2.急求一份以自行车为环保主题的论文
有一辆自行车,被一位鬼斧神工的工匠打造成了一个有生命有灵魂的自行车,但它不会说话,不会动,所以和一般的自行车没什么两样,最后被一位母亲买走送给了她的儿子。
“为了同时庆祝新中国解放和你的生日,我送你一个礼物——一辆崭新的自行车!”妈妈开心地说。 “哇!太棒了!”男孩扑了过去,紧紧抱住了自行车。
男孩兴奋地骑着自行车在田埂上飞奔。自行车非常快乐。
两个高兴的身影在田埂上玩着儿、嬉戏着。 自行车成了男孩的好帮手,它送他上学、回家,男孩也总是炫耀着他的自行车,他为自行车而骄傲。
直到有一天,男孩把自行车放进一个大仓库中,自行车发现仓库里还有手绢、柴火灶、大水缸……男孩拍拍自行车:“我要去美国了,你等我。”说着把仓库的门轻轻地关上,开着一辆比自行车快了不知多少倍的四轮车走了。
时间一年一年地流逝,仓库里结满了蜘蛛网,仓库里只有唯一的一扇窗户,月光洒在地上,自行车望着窗外,默默地等待着,等待着,等待着……蜘蛛对它说:“那四轮车叫汽车,比你好了不知多少倍。 男孩一定是不会来了,你死了这条心吧!”自行车依旧不信,它坚信男孩一定会回来。
一年又一年过去了,自行车看见窗外男孩家门口贴起了“低碳生活”的标语,马路上汽车少了,自行车多了。自行车感觉有希望了,它继续等待着、等待着…… 转眼60年过去了,自行车也老了,终于有一天,它看见一辆豪华轿车开来,一位满面红光的老人走出来,他就是那个当年的男孩。
接着,仓库门开了,老人用掸子掸去自行车身上的灰尘:“我来了,你等很久了吧。”他骑上自行车上了马路。
大街上,到处是“低碳生活”的广告和标语,自行车呼吸着新鲜的空气,感到生命有了新的开始。 远处,有两个衰老的身影,但他们仍然像当年那两个高兴的身影一样,玩着儿,嬉戏着。
3.物理论文(1500字):自行车的构造原理及相关物理知识
自行车中的物理知识 自行车是我们日常生活中一种普遍的交通工具,常见的有普通载重自行车、轻便自行车、山地自行车、童车、赛车、电动自行车等。
它结构简单,方便实用,在其中涉及到很多物理知识,包括杠杆、轮轴、摩擦、压强、能量的转化等力学、热学及光学知识,下面具体来分析一下。 一、力学知识 1、摩擦方面 (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,需要纂紧刹车把,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; 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。 2、压强方面 (1)一般情况下,充足气的自行车轮胎着地面积大约为 S=2*10Cm*5cm=100*cm2,当一普通的成年人骑自行车前进时,自行车对地面的压力大约为F=(500N+150N)=650N,可以计算出自行车对地面的压强为6。
5*104Pa。 (2)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。
(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)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。 (5)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。
3、轮轴方面 (1)自行车的车把相当于一个轮轴,车把相当于轮,前轴为轴,是一个省力杠杆,如图3所示。 (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、杠杆方面 自行车的刹车把相当于一个省力杠杆。
5、惯性方面 (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。
6、能量转化方面 (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。 7、声学方面 自行车的金属车钤发声是由于铃盖在不停的振动,而汽笛发声是由于汽笛内的气体不断的振动而引起的。
8、齿轮传动方面 线速度和角速度的关系,如图5所示,设齿轮边缘的线速度为v ,齿轮的半径为R,齿轮转动的角速度为ω,则有v = ωR。 二、热学知识 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。
三、光学知识 在日常生活中,自行车的后面都装有一个反光镜,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。 四、电学方面 在有些自行车上装有小型的发电装置,它利用摩擦转动,就像我们在实验室中看到的手摇发电机一样,发出的电能供给车灯工作,起到一定的照明作用。
4.自行车上的物理 论文
1、运动原理自行车的车架、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。
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
脚蹬部件:脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上,是一个将平动力转化为转动力的装置。自行车骑行时,脚踏力首先传递给脚蹬部件,然后由脚蹬轴转动曲柄、中轴、链条飞轮,使后轮转动,从而使自行车前进。
因此脚蹬部件的结构和规格是否合适,将直接影响骑车人的放脚位置是否合适,自行车的驱动能否顺利进行。脚踏:可分为整体式脚踏和组合式脚踏。
无论什么款式的脚踏都必须有脚踏面,必须安全可靠,具有一定的防滑性能。车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。
为了减轻管重量,提高强度,较高档的自行车采用低合金钢管制造。为了减少快速行驶的阻力,自行车应该采用流线型的钢管。
由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的,车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体,车架部件制造精度的优劣,将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快。外胎:分软边胎和硬边胎两种。
软边胎断面较宽,能全部裹住内胎,着地面积比较大,能适宜多种道路行驶。硬边胎自重轻,着地面积小适宜在平坦的道路上行驶,具有阻力小,行驶轻快等优点。
前叉部件:前叉部件在自行车结构中处于前方部位,它的上端与车把部件相连,车架部件与前管配合,下端与前轴部件配合,组成自行车的导向系统。转动车把和前叉,可以使前轮改变方向,起到了自行车的导向作用。
此外,还可以起到控制自行车行驶的作用。 前叉部件的受力情况属悬臂梁性质,故前叉部件应该具有足够的强度等性质。
链轮:应该用高强度钢材制成,保证其达到需要的拉力。 飞轮工作原理:当向前踏动脚踏是,链条带动飞轮向前转动,这时飞轮内齿和千斤相含。
飞轮的转动力通过千斤传到芯子,芯子带动后轴和后轮转动,自行车就前进了。当停止踏动脚踏板时,链条和外套都不旋转,但后轮在惯性作用下仍然带动芯子和千斤向前转动,这时飞轮内齿产生相对滑动,由此将芯子压缩到芯子的槽口内,千斤又压缩了千斤簧。
当千斤齿顶滑到飞轮内齿顶端时,千斤簧被压缩得最多,再稍微向前滑一点,千斤被千斤簧弹到齿根上,发出“嗒嗒”的声响。芯子转动加快,千斤也很快在各个飞轮内齿上滑动,发出“嗒嗒”的声音。
当反向踏动脚踏时,外套反向转动,会加速千斤的滑动,使“嗒嗒”声响得更急促。多级飞轮是自行车变速装置中的一个重要部件。
多级飞轮是在单级飞轮的基础上,增加几片飞轮片,与中轴上的链轮结合,组成各种不同的传递比,从而改变了自行车的速度。链条:链条又称车链、滚子链,安装在连轮和飞轮上。
其作用是将脚踏力由曲柄、链轮传递到飞轮和后轮上,带动自行车前进,应该减少链条的宽度,使它与齿轮紧密接触,减少掉链的几率。2、自行车的力学知识2.1 运动和力的应用2.1.1 增大和减小摩擦自行车在行驶的过程中,各个相互接触的部件间产生相对运动,这些地方就存在摩擦。
手与车把间摩擦、车轮与地面间摩擦、闸皮与车轮间的摩擦等都是有益摩擦。用摩擦系数较大的橡胶制作车把上的胶套,在胶套上刻上花纹来增大手与车把间摩擦;在轮胎外壳上刻上花纹来增大车轮与地面间摩擦;,采用增大压力的方法来增大闸皮与车轮间的摩擦。
前轴、中轴、后轴、脚蹬、车把与车架间等各个转动部位的摩擦都属于有害摩擦。减小这些有害摩擦的方法是在转动部位安装轴承,利用滚动摩擦代替了滑动摩擦;通过向这些部位加上黄油(钙基润滑脂)或机油进行润滑。
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。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。刹车时,车轮不再滚动,而在地面上滑动,摩擦大大增加了,故车可以迅。
5.关于"自行车上的力学知识"的"论文
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. ——此帖子于 。
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