邯鄲輿樂戶外自行車體育俱樂部工作匯報

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輿樂戶外自行車體育俱樂部以促進全民健身、豐富民眾文體生活為宗旨，突出推廣健康、低炭、運動、休閑的新時期自行車騎行運動理念，在不斷提高專業(yè)指導管理水平的的同時，依照公益活動、自愿參加、自覺互助、費用自理、風險自負的活動原則，開展了一系列廣受歡迎的自行車戶外休閑健身活動。

每日夜騎和晨騎活動：春夏秋三季，每日晚8時和早6時，分別由志愿領(lǐng)隊組織在市區(qū)北部高新技術(shù)開發(fā)區(qū)路段和市區(qū)南部高教區(qū)路段開展短矩騎行運動。

周末郊游騎行活動：

每個周末，組織認真負責的熱心騎友志愿擔任領(lǐng)隊，設計1到3條以上1日或2日的騎行線路，目的地以邯鄲周邊景區(qū)景點為主，里程50-150公里/日，常年如此。

假期長途騎行活動：

逢各個長假，設計3日以上的長途騎行活動，滿足騎行愛好者的進一步運動休閑需求。較有代表性的活動有：騎行拉薩迎火車、環(huán)青海湖迎奧運、老騎友騎行東三省、綠色川藏行、穿越太行挑戰(zhàn)賽等長途騎行活動。特殊節(jié)日騎行宣傳活動：

積極參與策劃節(jié)日騎行宣傳活動，推廣健康、低炭、公益的生活理念。如婦女節(jié)“騎時你很美”環(huán)城騎行、918騎友獻熱血、一人多帶一本書支教山區(qū)小學、騎行捐助弱勢群體、無車日環(huán)城騎行、元旦迎新環(huán)城騎行活動等。

年度常設騎行活動：

1、每年10月份，擇地舉辦邯鄲自行車比賽，以邯鄲選手為主，嘗試吸引外地車友參

賽，已成功在趙王城遺址、峰峰老道泉、廉頗墓舉辦了三屆。

2、年終優(yōu)秀領(lǐng)隊、騎友表彰感恩聯(lián)歡會。對一年來認真負責的優(yōu)秀領(lǐng)隊和有突出表現(xiàn)

的騎友進行表彰。

3、今年4月嘗試舉辦春季“布谷節(jié)”騎行活動，以后每年一屆。

騎行安全常識講座：

聯(lián)合醫(yī)療、保險機構(gòu)，舉辦自行車騎行常識、安全常識講座，已于去年8月和今年3月成功舉辦兩次，計劃今年至少一個季度一次，力爭實現(xiàn)每月一期，促進騎行活動步入規(guī)范化、專業(yè)化軌道。

擴展閱讀：自行車上的力學知識(車店培訓改編版)

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自行車上的物理學知識

自行車上的物理學知識

邯鄲輿樂戶外自行車俱樂部選編201*/12/3

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自行車上的物理學知識一、課題研究目的

自行車是人們普遍使用的“綠色”交通工具，通過研究自行車上的力學知識，了解自行車的結(jié)構(gòu)，以及每一個零件的作用，使人們更好的認識、利用自行車，讓自行車更好的為人類服務。

二、課題操作過程：（簡略提綱）

步驟1：了解自行車的具體構(gòu)造，包括：車架、導向系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)，及制動系統(tǒng)。

步驟2：逐步分析自行車上的力學知識涉及到的力學原理（如靜摩擦、滑動摩擦、滾動摩擦、杠桿等）。

步驟3：對研究成果進行總結(jié)。三、課題正文

自行車的車架、輪胎、腳踏、剎車、鏈條等25個部件中，其基本部件缺一不可。其中，車架是自行車的骨架，它所承受的人和貨物的重量最大。按照各部件的工作特點，大致可將其分為導向系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)：

1、導向系統(tǒng)：由車把、前叉、前軸、前輪等部件組成。乘騎者可以通過操縱車把來改變行駛方向并保持車身平衡。2、驅(qū)動（傳動或行走）系統(tǒng)：由腳蹬、中軸、鏈輪、曲柄、鏈條、飛輪、后軸、后輪等部件組成。人的腳的蹬力是

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靠腳蹬通過曲柄，鏈輪、鏈條、飛輪、后軸等部件傳動的，從而使自行車不斷前進。

3、制動系統(tǒng)：它由車閘部件組成、乘騎者可以隨時操縱車閘，使行駛的自行車減速、停使、確保行車安全。此外，為了安全和美觀，以及從實用出發(fā)，還裝配了車燈，支架等部件。

下面來具體介紹一些與力學知識有關(guān)的自行車部件：1、車架部件是構(gòu)成自行車的基本結(jié)構(gòu)體，也是自行車的骨架和主體，其他部件也都是直接或間接安裝在車架上的。

車架部件的結(jié)構(gòu)形式有很多，但總體可以分為兩大類：即男式車架和女式車架。

車架一般采用普通碳素銅管經(jīng)過焊接、組合而成。為了減輕管重量，提高強度，較高檔的自行車采用低合金鋼管制造。為了減少快速行駛的阻力，有的自行車還采用流線型的鋼管。

由于自行車是依靠人體自身的驅(qū)動力和騎車技能而行駛的，車架便成為承受自行車在行駛中所產(chǎn)生的沖擊載荷以及能否舒適、安全地運載人體的重要結(jié)構(gòu)體，車架部件制造精度的優(yōu)劣，將直接影響乘騎的安全、平穩(wěn)、和輕快。一般輻條是等徑的，為了減輕重力，也有制成兩端大、中間小的變徑輻條，還有為了減少空氣阻力將輻條制成扁流線型2、外胎：分軟邊胎和硬邊胎兩種。軟邊胎斷面較寬，能

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全部裹住內(nèi)胎，著地面積比較大，能適宜多種道路行駛。硬邊胎自重輕，著地面積小適宜在平坦的道路上行駛，具有阻力小，行駛輕快等優(yōu)點。

外胎上的花紋是為了增加與地面的摩擦力。山地自行車的外胎寬度特別寬，花紋較深也是適應越野山地用。3、腳蹬部件：腳蹬部件裝配在中軸部件的左右曲柄上，是一個將平動力轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動力的裝置，自行車騎行時，腳踏力首先傳遞給腳蹬部件，，然后由腳蹬軸轉(zhuǎn)動曲柄，中軸，鏈條飛輪，使后輪轉(zhuǎn)動，從而使自行車前進。因此腳蹬部件的結(jié)構(gòu)和規(guī)格是否合適，將直接影響騎車人的放腳位置是否合適，自行車的驅(qū)動能否順利進行。

腳踏：可分為整體式腳踏和組合式腳踏。無論什么款式的腳踏都必須有腳踏面，必須安全可靠，具有一定的防滑性能，可以選用橡膠、塑料或金屬材料制造。腳踏必須轉(zhuǎn)動靈活。

4、前叉部件：前叉部件在自行車結(jié)構(gòu)中處于前方部位，它的上端與車把部件相連，車架部件與前管配合，下端與前軸部件配合，組成自行車的導向系統(tǒng)。

轉(zhuǎn)動車把和前叉，可以使前輪改變方向，起到了自行車的導向作用。此外，還可以起到控制自行車行駛的作用。

前叉部件的受力情況屬懸臂梁性質(zhì)，故前叉部件必須具有足夠的強度等性質(zhì)。

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5、鏈條：鏈條又稱車鏈、滾子鏈，安裝在連輪和飛輪上。其作用是將腳踏力由曲柄、鏈輪傳遞到飛輪和后輪上，帶動自行車前進。

鏈輪：用高強度鋼材制成，保證其達到需要的拉力。6、飛輪：飛輪以內(nèi)螺紋旋擰固定在后軸的右端，與鏈輪保持同一平面，并通過鏈條與鏈輪相連接，構(gòu)成自行車的驅(qū)動系統(tǒng)。從結(jié)構(gòu)上可分為單級飛輪和多級飛輪兩大類。

單級飛輪又稱為單鏈輪片飛輪，主要由外套、平擋和芯子、千斤、千斤簧、墊圈、絲擋幾鋼球等零件組成。

其單級飛輪工作原理：當向前踏動腳踏是，鏈條帶動飛輪向前轉(zhuǎn)動，這時飛輪內(nèi)齒和千斤相含，飛輪的轉(zhuǎn)動力通過千斤傳到芯子，芯子帶動后軸和后輪轉(zhuǎn)動，自行車就前進了。

當停止踏動腳踏板時，鏈條和外套都不旋轉(zhuǎn)，但后輪在慣性作用下仍然帶動芯子和千斤向前轉(zhuǎn)動，這時飛輪內(nèi)齒產(chǎn)生相對滑動，由此將芯子壓縮到芯子的槽口內(nèi)，千斤又壓縮了千斤簧。當千斤齒頂滑到飛輪內(nèi)齒頂端時，千斤簧被壓縮得最多，再稍微向前滑一點，千斤被千斤簧彈到齒根上，發(fā)出“嗒嗒”的聲響。芯子轉(zhuǎn)動加快，千斤也很快在各個飛輪內(nèi)齒上滑動，發(fā)出“嗒嗒”的聲音。當反向踏動腳踏時，外套反向轉(zhuǎn)動，會加速千斤的滑動，使“嗒嗒”聲響得更急促。多級飛輪是自行車變速裝置中的一個重要部件。

多級飛輪是在單級飛輪的基礎(chǔ)上，增加幾片飛輪片，與

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中軸上的鏈輪結(jié)合，組成各種不同的傳遞比，從而改變了自行車的速度。

7、車閘：是保證騎乘者安全的結(jié)構(gòu)，按制動點的位置來分，可以分為輪緣閘和軸閘兩大類，我們重點介紹最常見的輪緣閘。

輪緣閘是一種通過機械杠桿、推桿、拉桿或鋼絲繩等直接將高摩擦因素的閘皮壓向車圈邊緣后輪胎，將轉(zhuǎn)動中的車輪剎停的裝置。

輪緣閘結(jié)構(gòu)簡單，維修保養(yǎng)方便，因此被廣泛使用。但是，如果接觸車圈輪緣不正，或雨水淋濕的影響，會降低摩擦，從而影響制動的效果。常見的有：

普通閘：優(yōu)點為接觸面合理，制動力矩大，制動靈敏，剎車性能可靠，結(jié)構(gòu)簡單和安裝修理方便。

鉗形閘：當剎車時，其左右閘叉和閘皮就像鉗子一樣，緊緊地鉗住車圈的兩個端邊，達到使車減速或停的目的。優(yōu)點是剎車時力臂大，制動效果好，傳動零件少，調(diào)節(jié)和維修方便，重力輕，外形美觀。

懸臂閘：優(yōu)點為懸臂閘剎車時的力矩比鉗形閘更大，制動性能好，結(jié)構(gòu)簡單，重力輕，調(diào)節(jié)和維修方便。

前觸閘：前觸閘是靠杠桿原理制動的。當手握緊閘把時，閘把的另一頭將接頭、拉桿、拉管向下壓，使閘皮向下壓至與輪胎接觸，產(chǎn)生摩擦制動力。其缺點是剎車效果與輪胎充

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氣程度有關(guān)。充氣不足時，會使摩擦力減小，影響剎車效果。

腳閘：優(yōu)點為由于剎車是用腳力的，所以在腳閘上產(chǎn)生的正壓力越大，剎車效果越好。

閘的優(yōu)點：剎車的制動點不在輪緣上，不會損壞車圈的電鍍層。8、其他：

鞍座的長度、寬度的鞍梁的結(jié)構(gòu)是以車型和乘騎者的性別、習慣來確定。鞍座的結(jié)構(gòu)設計應充分考慮乘騎者舒適。它依靠鞍管與車架作鋼性連接，用來承受人體的重量。具體來說：

鞍座面：是人體體重的支撐面，具有良好的強度和彈性，它由鞍座面皮和墊皮組成。

鞍座架：又稱鞍梁，是鞍座的主體，其結(jié)構(gòu)比較復雜，一般由前后撐板，左右鞍撐，上下梁組成，并連接和支撐鞍面。

鞍座簧：實質(zhì)上是鞍座架的一部分。它支撐著鞍座架和鞍座面，起著緩沖和減震的作用。鞍座簧的形式有立簧、臥簧和拉簧等幾種。

鞍座夾：又稱鞍座卡，是由夾緊螺釘，座夾和夾板等組成，用來將鞍座固定在鞍簧上。

自行車的變速原理：

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從機械原理角度來看，主動輪和從動輪相互間的大小決定其傳動比的大小。對一輛自行車來說，其騎行速度的快慢主要取決于裝置中鏈輪直徑大小（齒數(shù)）和飛輪直徑大�。�齒數(shù)）之比這個比率稱為“速比”。用字母表示為I=Z1/Z2(Z1:鏈輪齒數(shù)。Z2：飛輪齒數(shù)。I：速比)影響自行車速度快慢的因素：

騎車者騎行時的輸出功率：

V=P/f（V：騎行速度。P：人輸出功率。f：騎行阻力）

受阻力的影響：

A：空氣阻力f空=k空*F*V2

（f空：空氣阻力。k空：空氣阻力系數(shù)。F：受風。V：騎行速度）

B：滾動阻力f滾=（G1+G2）k滾

（f滾：滾動阻力。G1：自行車重力。G2：自行車和

人共重。k滾：滾

動阻力系數(shù)。）要減小滾動阻力就要減少自行車的重

力和減少滾動阻

力，摩擦因素。

C：爬坡阻力：坡度越大，爬坡阻力就越大。D：加速阻力：只是在加速時產(chǎn)生的。

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fa=G+G當/g*a（fa:加速阻力G:自行車重G當：轉(zhuǎn)動相當重力）

近幾年來，人們又研究出了一些提高自行車穩(wěn)定性的部件，例如：避震前叉：車胎充足氣后，車輪與道路的接觸面積小，摩擦阻力相應減小，使得行駛較輕松。但是，一旦遇上高低不平的道路，就會顛簸不穩(wěn)，特別是前叉震動更加厲害。采用避震前叉可以起到以下一些作用：

將車架和前輪彈性的連接在一起，可吸收并緩解因路面不平而傳遞給車架的沖擊和震動，保持乘騎舒適和平穩(wěn)。

由于減震裝置具有緩沖作用，可以避免某些零件因過分震動而損壞。

減震裝置能傳遞垂直力，驅(qū)動力，側(cè)向力以及相應產(chǎn)生的力矩，確保騎行舒暢。

隨著人民的物質(zhì)生活水平的提高，自行車也一定不斷改進，性能一定會越來越好，品種也一定會越來越多。我們現(xiàn)在所學的知識畢竟是有限的，自行車上的力學知識還有很多，根據(jù)我們現(xiàn)在所學的知識和所查的一些資料，作出以上介紹，若有不足之處，請指出并改正。四、課題研究體會

通過本次課題研究，使我們熟悉了自行車的結(jié)構(gòu)構(gòu)造及工作原理，鍛煉了查找資料的能力和社會實踐能力，自行車中很多物理知識，使我們更加感覺到學習和實踐的重要性，

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我們以后會更加努力的學習，更加積極地參加社會實踐活動。

自行車的介紹

自行車（bicycle）

人力腳踏驅(qū)動的兩輪車。又稱腳踏車、單車。無噪聲、無污染、自重輕、結(jié)構(gòu)簡單、造價低、使用維修方便，廣泛用于交通代步、運載貨物、體育鍛煉和競賽等。

自行車的發(fā)展沿革

1790年,有個法國人名叫西夫拉克,他特別愛動腦筋。有一天,他行走在巴黎的一條街道上,因為前一天下過雨,路上積了許多雨水,很不好走.突然,一輛四輪馬車從身后滾滾而來,那條街比較狹窄,馬車又很寬,西夫拉克躲來躲去幸而沒有被車撞倒,還是被濺了一身泥巴和雨水.別人看見了,替他難過,還氣得直罵,想喊那輛馬車停下,講理交涉.西夫拉克卻喃喃地說:"別喊了,別喊了,讓他們?nèi)グ?"馬車走遠了,他還呆呆地站在路邊。他在想:路這么窄,行人又那么多,為什么不可以把馬車的構(gòu)造改一改呢應當把馬車順著切掉一半,四個車輪變成前后兩個車輪……他這樣一想,回家就動手進行設計。經(jīng)過反復試

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驗,于1791年第一架代步的"木馬輪"小車造出來了.這輛小車有前后兩個木質(zhì)的車輪子,中間連著橫梁,上面安了一個板凳,像一個玩具俱似的.由于車子還沒有傳動鏈條,靠騎車人雙腳用力蹬地,小車才能慢慢地前進,而且車子上也無轉(zhuǎn)向裝置,只能直行,不會拐彎,出門騎一會兒就累得滿身大汗。

剛剛出現(xiàn)的新東西總是不那么完善的.西夫拉克并不灰心,他繼續(xù)想辦法加以改進。可惜,不久他因病去世了。

1818年,在德國有個看林人名叫德萊斯,他每天從村東的這一片樹林,走到村西的另一片樹林,年年如此。他想:如果人坐在車子上,走走停停,隨心所欲,不是很瀟灑嗎？德萊斯開始制作木輪車,樣子跟西夫拉克的差不多。不過,在前輪上加了一個控制方向的車把子,可以改變前進的方向。但是騎車對依然要用兩只腳,一下一下地蹬踩地面,才能推動車子向前滾動.當?shù)氯R斯騎車出門試驗的時候,一路上遭到不少人的嘲笑。盡管如此,他還是十分喜歡自己創(chuàng)作的這架"可愛的小馬崽"。

1840年,英格蘭的鐵匠麥克米倫,弄到了一輛破舊的"可愛的小馬崽"。他在后輪的車軸上裝上曲柄,再用連桿把曲柄和前面的腳蹬連接起來,并且前后輪都用鐵制的,前輪大,后輪小.當騎車人踩動腳蹬,車子就會自行運動起未,向前跑去.這樣一

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來,就使騎車人的雙腳真正離開地面,以雙腳的交替踩動變?yōu)檩喿拥臐L動,大大地提高了行車速度.1842年,麥克米倫騎上這種車,一天跑了20公里,由于不小心,踩車的速度過快,撞倒了路上的一個小女孩,因此而被警察抓住,并處以罰款.其罪名是野蠻騎車。

1861年,法國的米肖父子,原本職業(yè)是馬車修理匠,他們在前輪上安裝了能轉(zhuǎn)動的腳蹬板；車子的鞍座架在前輪上面,這樣除非騎車的技術(shù)特別高超,否則就抓不穩(wěn)車把,會從車子上掉下來。他們把這輛兩輪車冠以"自行車"的雅名,并于1867年在巴黎博覽會上展出,讓觀眾大開眼界。

1869年,英國的雷諾看了法國的自行車之后,覺得車子太笨重了,開始琢磨如何把自行車做得輕巧一些。他采用鋼絲輻條來拉緊車圈作為車輪；同時,利用細鋼棒來制成車架,車子的前輪較大,后輪較小.從而使自行車自身的重量減小一些.從西夫拉克開始,一直到雷諾,他們制作的5種型式的自行車都與現(xiàn)代自行車的差別較大。

真正具有現(xiàn)代形式的自行車是在1874年誕生的。英國人羅松在這一年里,別出心裁地在自行車上裝上了鏈條和鏈輪,用后輪的轉(zhuǎn)動來推動車子前進.但仍然是前輪大,后輪小,看起來

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不夠協(xié)調(diào),不穩(wěn)定。

1886年,英國的斯塔利,是一位機械工程師,從機械學,運動學的角度設計出了新的自行車樣式,為自行車裝上了前叉和車閘,前后輪的大小相同,以保持平衡,并用鋼管制成了菱形車架,還首次使用了橡膠的車輪。斯塔利不僅改進了自行車的結(jié)構(gòu),還改制了許多生產(chǎn)自行車部件用的機床,為自行車的大量生產(chǎn)利推廣應用開辟了寬闊的前景,因此他被后人稱為"自行車之父"。斯塔利所設計的自行車車型與今天自行車的樣子基本一致了。

1888年,愛爾蘭的獸醫(yī)鄧洛普,從醫(yī)治牛胃氣膨脹中得到啟示,他把家中花園里用來澆水的橡膠管粘成圓形,打足了氣,裝在自行車輪子上,前往參加騎自行車比賽,居然名列前茅,引起了人們極大的興趣。充氣輪胎是自行車發(fā)展史上一個劃時代的創(chuàng)舉,它增加了自行車的彈性,不會因路面不平而震動;同時大大地提高了行車速度,減少了車輪與路面的摩擦力.這樣,就根本上改變了自行車的騎行性能,完善了自行車的使用功能.由此可知,從18世紀末葉起,一直到20世紀初期,自行車的發(fā)明和改進,經(jīng)歷了大約200年的時光,有許多人為之奮斗不息,才演變成現(xiàn)在這種騎行自如的樣式。

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自行車的主要組成

①車體部分，包括車架、前叉、車把、鞍座和前叉合件等，是自行車的主體。

②傳動部分，包括腳蹬、曲柄、鏈輪、鏈條、中軸和飛輪等，由人力踩動腳蹬，通過以上傳動件帶動車輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)車前行。③行動部分，即前后車輪、包括前后軸部件、輻條、輪輞（車圈）、輪胎等。

④安全裝置，包括制動器（車閘）、車燈、車鈴、反射裝置等。

根據(jù)需要，還可增加一些附件，如支架、衣架、保險叉、擋泥板、氣筒等。另外，裝有變速機構(gòu)的運動車、競賽車、山地車等還裝有變速控制器和前后撥鏈器等。

自行車的種類

根據(jù)用途可分為載重車、普通車、輕便車、運動車、競賽車、山地車、特種車（如健身車、雜技車）等。根據(jù)使用對象可以分為男車、女車和童車等。根據(jù)車輪直徑大小可以分為71厘米車、66厘米車、61厘米車等。根據(jù)車架等主體部件的用材可以分為碳鋼車、合金鋼車、鋁合金

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車等。根據(jù)車架的結(jié)構(gòu)可以分為桿疊車、可拆卸車和整體車等。

自行車的潤滑：

自行車是量大面廣的人力機械，潤滑結(jié)構(gòu)型式有滑動摩擦和滾動摩擦，有點摩擦和線摩擦，有流體潤滑和邊界潤滑，有油潤滑和脂潤滑。

自行車的關(guān)鍵運動摩擦部位是中軸和前、后軸，都是使用滾珠軸承，用2號鈣基潤滑脂潤滑。每次檢修時都要將滾珠和珠槽及擋蓋清洗干凈，向珠槽內(nèi)涂勻2號鈣基潤滑脂，沿軸周圍擺滿表面光滑完整滾圓并顆粒均勻，大小一致的專用滾珠（珠子），而后上好擋蓋，切勿使塵土雜質(zhì)混入。而后每一季度或半年向加油孔（有油孔的）或軸端滴2-5滴自行車潤滑油，或40℃，粘度7-15mm2/s的低粘度潤滑油。但在加油之前一定要清除加油孔或軸端附近的塵埃污物，以免造成磨損。一般用潤滑脂潤滑時不能混用潤滑油，油與脂在一般情況下不能混合。但在自行車上是特殊情況，為簡化設備而無脂嘴，只有補加潤滑油，以改善潤滑。

其次鏈條和齒輪盤的潤滑，這里是滑動摩擦和滾動摩擦的混合摩擦，且大部分處于邊界潤滑狀態(tài)，因而摩擦條件較苛刻，一定要用粘附性和潤滑性較好的潤滑油潤滑，尤其大多數(shù)都是開放式，在塵埃較多的情況下工作的，對鏈條和齒輪盤的磨損嚴重，因而要根據(jù)情況隨時（季度或半年）清洗干凈，

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換用新油，最用用粘度較大的潤滑油（40℃粘度10-20mm2/s），但一般也用和向三軸加的同樣潤滑油，這樣較為方便。

1、自行車上的摩擦知識。

①自行車外胎為什么要有凸凹不平的花紋

摩擦力的大小跟兩個因素有關(guān)：壓力的大小、接觸面的粗糙程度。壓力越大，摩擦力越大；接觸面越粗糙，摩擦力越大。自行車外胎有凸凹不平的花紋，這是通過增大自行車與地面間的粗糙程度，來增大摩擦力的，其目的是為了防止自行車打滑。

②自行車為什么能前進？

當我們騎在自行車上時，由于人和自行車對地面有壓力，輪胎和地面之間不光滑，因此自行車與路面之間有摩擦，不過，要問自行車為何能前進？這還是依靠后輪與地面之間的摩擦而產(chǎn)生的，這個摩擦力的方向是向前的。那前輪的摩擦力是干什么的？阻礙車的運動！其方向與自行車前進方向相反。正是這兩個力大小相等，方向相反，所以自行車作勻速運動。不過，當人們在地上推自行車前進時，前輪和后輪的摩擦力方向都向后。那誰和這兩個力平衡呢？腳對地面的摩擦力向

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前！

③剎車以后，自行車為何能停止？

剎車時，剎皮與車圈間的摩擦力，會阻礙后輪的轉(zhuǎn)動。手的壓力越大，剎皮對車圈的壓力就越大，產(chǎn)生的摩擦力也就越大，后輪就轉(zhuǎn)動的越慢。如果完全剎死，這時后輪與地面之間的摩擦就變?yōu)榛瑒幽Σ亮Γㄔ瓉頌闈L動摩擦，方向向前），方向向后，阻礙了自行車的運動，因此就停下來了。

④自行車哪些地方安有鋼珠？為什么安鋼珠？

在自行車的前軸、中軸、后軸、車把轉(zhuǎn)動處，腳蹬轉(zhuǎn)動處等地方，都安有鋼珠。

人們騎自行車總是希望輕松、靈活、省力。而用滾動代替滑動就可以大大減小摩擦力，因此要在自行車轉(zhuǎn)動的地方安裝鋼珠，我們可以經(jīng)常加潤滑油，使接觸面彼此離開，這樣就可以使摩擦力變得更小。

2、自行車上的杠桿、輪軸知識。

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①自行車上的杠桿

A、控制前輪轉(zhuǎn)向的杠桿：自行車的車把，是省力杠桿，人們用很小的力就能轉(zhuǎn)動自行車前輪，來控制自行車的運動方向和自行車的平衡。

B、控制剎車閘的杠桿：車把上的閘把是省力杠桿，人們用很小的力就能使車閘以較大的壓力壓到車輪的鋼圈上。

②自行車上的輪軸

A、中軸上的腳蹬和花盤齒輪：組成省力輪軸（腳蹬半徑大于花盤齒輪半徑）。

B、自行車手把與前叉軸：組成省力輪軸（手把轉(zhuǎn)動的半徑大于前叉軸的半徑）。

C、后軸上的齒輪和后輪：組成費力輪軸（齒輪半徑小于后輪半徑）。

3、自行車上的氣壓知識。

自行車內(nèi)胎充氣：早期的各種輪子都是木輪、鐵輪，顛簸不

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已�，F(xiàn)代自行車使用充氣內(nèi)胎主要是使胎內(nèi)的壓強增大，可以起到緩沖的作用，同時可以減小自行車前進的阻力。

氣門芯的作用：充氣內(nèi)胎上的氣門芯，起著單向閥門的作用，只讓氣體進入，不讓氣體外漏，方便進氣，保證充氣內(nèi)胎的密封。

4、自行車上光學知識。

自行車上的紅色尾燈，不能自行發(fā)光，但是到了晚上卻可以提醒司機注意，因為自行車的尾燈是由很多蜂窩狀的“小室”構(gòu)成的，而每一個“小室”是由三個約成90度的反射面組成的。這樣在晚上時，當后面汽車的燈光射到自行車尾燈上，

就會產(chǎn)生反射光，由于紅色醒目，就可以引起司機的注意。自行車中增大和減小摩擦的措施

自行車的外胎,車把手塑料套,踏板套,閘把套等處均有凹凸不平的花紋以增大摩擦.剎車時,手用力握緊車閘把,增大剎車皮對車輪鋼圈的壓力,以達到制止車輪滾動的目的.剎車時,車輪不再滾動,而在地面上滑動,變滾動為滑動后,摩擦大大增加,所以車能夠迅速制動.

車的前軸,中軸及后軸均采用滾動軸承以減小摩擦,在這些部件上,人們常常加潤滑油進一步減小摩擦.

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(1)增大和減小摩擦自行車上的力學知識

車的座墊下安有粗的螺旋狀的彈簧,利用它的緩沖作用以減小震動.

(2).彈簧的減震作用自行車上的力學知識5、壓強知識

自行車的車胎上刻有載重量,明確告訴人們:不能超載,如車載過量,車胎受力面積不變,則車胎受到太大的壓強將被壓破.1.自行車負重2.車座上的物理

座墊呈馬鞍型,它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強,使人騎車時感到較舒適.

自行車上的力學知識。

自行車在我國是很普及的代步和運載工具。在它的“身上”運用了許多力學知識。

1．測量中的應用

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在測量跑道的長度時，可運用自行車。如普通車輪的直徑為0.71米或0.66米。那么轉(zhuǎn)過一圈長度為直徑乘圓周率π，即約2.23米或2.07米，然后，讓車沿著跑道滾動，記下滾過2.23米或n×2.07米。的圈數(shù)n，則跑道長為n×2．力和運動的應用

(1)減小與增大摩擦。

車的前軸、中軸及后軸均采用滾動以減小摩擦。為更進一步減小摩擦，人們常在這些部位加潤滑劑。

多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車的外胎，車把手塑料套，蹬板套、閘把套等。變滾動摩擦為滑動摩擦以增大摩擦。如在剎車時，車輪不再滾動，而在地面上滑動，摩擦大大增加了，故車可迅速停駛。而在剎車的同時，手用力握緊車閘把，增大剎車皮對鋼圈的壓力以達到制止車輪滾動的目的。

(2)彈簧的減震作用。

車的座墊下安有許多根彈簧，利用它的緩沖作用以減小震動。

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3．壓強知識的應用

(1)自行車車胎上刻有載重量。如車載過重，則車胎受到壓強太大而被壓破。

(2)座墊呈馬鞍型，它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強，使人騎車不易感到疲勞。

4．簡單機械知識的應用

自行車制動系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個省力杠桿，可增大對剎車皮的拉力。自行車為了省力或省距離，還使用了輪軸：腳蹬板與鏈輪牙盤；后輪與飛輪及龍頭與轉(zhuǎn)軸等。

5．功、機械能的知識運用

(1)根據(jù)功的原理：省力必定費距離。因此人們在上坡時，常騎“S形”路線就是這個道理。

(2)動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。

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如騎車上坡前，人們往往要加緊蹬幾下，就容易上去些，這里是動能轉(zhuǎn)化為勢能。而騎車下坡，不用蹬，車速也越來越快，此為勢能轉(zhuǎn)化為動能。

6．慣性定律的運用

快速行駛的自行車，如果突然把前輪剎住，后輪為什么會跳起來。這是因為前輪受到阻力而突然停止運動，但車上的人和后輪沒有受到阻力，根據(jù)慣性定律，人和后輪要保持繼續(xù)向前的運動狀態(tài)，所以后輪會跳起來。

切記下坡或高速行駛時，不能單獨用自行車的前閘剎車，否則會出現(xiàn)翻車事故！

(一)運動和力的應用

自行車的外胎,車把手塑料套,踏板套,閘把套等處均有凹凸不平的花紋以增大摩擦.剎車時,手用力握緊車閘把,增大剎車皮對車輪鋼圈的壓力,以達到制止車輪滾動的目的.剎車時,車輪不再滾動,而在地面上滑動,變滾動為滑動后,摩擦大大增加,所以車能夠迅速制動.

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車的前軸,中軸及后軸均采用滾動軸承以減小摩擦,在這些部件上,人們常常加潤滑油進一步減小摩擦.

1.增大和減小摩擦

自行車上的力學知識

車的座墊下安有粗的螺旋狀的彈簧,利用它的緩沖作用以減小震動.

2.彈簧的減震作用

自行車上的力學知識

(二)壓強知識的應用

自行車的車胎上刻有載重量,明確告訴人們:不能超載,如車載過量,車胎受力面積不變,則車胎受到太大的壓強將被壓破.

1.自行車負重

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2.車座上的物理

座墊呈馬鞍型,它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強,使人騎車時感到較舒適.

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(三)簡單機械知識的應用

自行車制動系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個省力杠桿,可增大剎車皮的拉力.另外,鏈輪牙盤與腳蹬,后輪與飛輪,車龍頭與轉(zhuǎn)軸等都是輪軸,利用它們可以省力.

自行車上的力學知識

(四)功和能的知識運用

1,人們在騎自行車上較陡的坡時,往往走"S"形路線,這是根據(jù)功的原理.如圖,坡長相當于斜面長,坡高相當于斜面高,根據(jù)功的原理:W1=W2,即FL=Gh,亦可寫作:,可看出,斜面長L是斜面高h的幾倍,所用的力F就是重力G的幾分之一,所以,在高度h不變的情況下,斜面越長越省力,走"S"形路線是為

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了增大斜面長,從而能順利上坡.

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(四)功和能的知識運用

2,動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化

騎自行車上坡前,人們往往要加緊蹬幾下,使車的速度(動能)增大,"動能沖坡",以較大的動能轉(zhuǎn)化為較大勢能,能夠較容易到達坡頂.而騎車下坡時,不用腳蹬,車速也越來越快,這是勢能轉(zhuǎn)化為動能,動能不斷增大,所以車速也不斷增大

自行車上的力學知識

(五)剎車和慣性

自行車高速行駛特別是下坡時,不能單獨用前閘剎車,否則會出現(xiàn)翻車事故,其原因是:前閘剎車,前輪被迫靜止,而作為驅(qū)動輪的后輪車架和騎車人由于慣性還要保持原有的高速運動的趨勢,這時就會以前輪與地面接觸處為支點,向前翻轉(zhuǎn),造成翻車事故.

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自行車上的力學知識

(六)測量中的應用

在測量道路的長度時,可運用自行車.如24型車輪直徑為0.62米,26型車輪直徑為0.66米,車輪轉(zhuǎn)過一圈長度為直徑乘以圓周率π,得1.95米或2.07米,然后,讓車沿跑道滾動,記下滾過的1.95米或n×2.07米.圈數(shù)n,則跑道長n×

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(七)熱膨脹知識的運用

在炎熱的夏天,車胎內(nèi)的氣不能充得太足,更不能放在烈日下曝曬,因為車胎內(nèi)的空氣受熱急劇膨脹,壓強猛增會將車胎脹破.

自行車上的力學知識

(八)機械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化

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用打氣筒給車胎打氣,過一會兒,筒壁會熱起來,這是因為壓縮筒內(nèi)氣體和克服活塞與筒壁的摩擦做功,使筒壁內(nèi)能增加,溫度升高,所以筒壁會發(fā)熱.

HERSP:教育資源服報告主體1、運動原理

自行車的車架、輪胎、腳踏、剎車、鏈條等25個部件中，其基本部件缺一不可。其中，車架是自行車的骨架，它所承受的人和貨物的重量最大。按照各部件的工作特點，大致可將其分為導向系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)。

1.1導向系統(tǒng)：由車把、前叉、前軸、前輪等部件組成。乘騎者可以通過操縱車把來改變行駛方向并保持車身平衡。1.2驅(qū)動（傳動或行走）系統(tǒng)：由腳蹬、中軸、牙盤、曲柄、鏈條、飛輪、后軸、后輪等部件組成。人的腳的蹬力是靠腳蹬通過曲柄，鏈輪、鏈條、飛輪、后軸等部件傳動的，從而使自行車不斷前進。

1.3制動系統(tǒng)：它由車閘部件組成、乘騎者可以隨時操縱車閘，使行駛的自行車減速、停駛、確保行車安全。此外，為了安全和美觀，以及從實用出發(fā)，還裝配了車燈，支架等部件。

腳蹬部件：腳蹬部件裝配在中軸部件的左右曲柄上，是

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一個將平動力轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動力的裝置。自行車騎行時，腳踏力首先傳遞給腳蹬部件，然后由腳蹬軸轉(zhuǎn)動曲柄、中軸、鏈條飛輪，使后輪轉(zhuǎn)動，從而使自行車前進。因此腳蹬部件的結(jié)構(gòu)和規(guī)格是否合適，將直接影響騎車人的放腳位置是否合適，自行車的驅(qū)動能否順利進行。

腳踏：可分為整體式腳踏和組合式腳踏。無論什么款式的腳踏都必須有腳踏面，必須安全可靠，具有一定的防滑性能。車架一般采用普通碳素銅管經(jīng)過焊接、組合而成。為了減輕管重量，提高強度，較高檔的自行車采用低合金鋼管制造。為了減少快速行駛的阻力，自行車應該采用流線型的鋼管。由于自行車是依靠人體自身的驅(qū)動力和騎車技能而行駛的，車架便成為承受自行車在行駛中所產(chǎn)生的沖擊載荷以及能否舒適、安全地運載人體的重要結(jié)構(gòu)體，車架部件制造精度的優(yōu)劣，將直接影響乘騎的安全、平穩(wěn)、和輕快。外胎：分軟邊胎和硬邊胎兩種。軟邊胎斷面較寬，能全部裹住內(nèi)胎，著地面積比較大，能適宜多種道路行駛。硬邊胎自重輕，著地面積小適宜在平坦的道路上行駛，具有阻力小，行駛輕快等優(yōu)點。

前叉部件：前叉部件在自行車結(jié)構(gòu)中處于前方部位，它的上端與車把部件相連，車架部件與前管配合，下端與前軸部件配合，組成自行車的導向系統(tǒng)。

轉(zhuǎn)動車把和前叉，可以使前輪改變方向，起到了自行車的導

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向作用。此外，還可以起到控制自行車行駛的作用。前叉部件的受力情況屬懸臂梁性質(zhì)，故前叉部件應該具有足夠的強度等性質(zhì)。

鏈輪：應該用高強度鋼材制成，保證其達到需要的拉力。飛輪工作原理：當向前踏動腳踏是，鏈條帶動飛輪向前轉(zhuǎn)動，這時飛輪內(nèi)齒和千斤相含。飛輪的轉(zhuǎn)動力通過千斤傳到芯子，芯子帶動后軸和后輪轉(zhuǎn)動，自行車就前進了。當停止踏動腳踏板時，鏈條和外套都不旋轉(zhuǎn)，但后輪在慣性作用下仍然帶動芯子和千斤向前轉(zhuǎn)動，這時飛輪內(nèi)齒產(chǎn)生相對滑動，由此將芯子壓縮到芯子的槽口內(nèi)，千斤又壓縮了千斤簧。當千斤齒頂滑到飛輪內(nèi)齒頂端時，千斤簧被壓縮得最多，再稍微向前滑一點，千斤被千斤簧彈到齒根上，發(fā)出“嗒嗒”的聲響。芯子轉(zhuǎn)動加快，千斤也很快在各個飛輪內(nèi)齒上滑動，發(fā)出“嗒嗒”的聲音。當反向踏動腳踏時，外套反向轉(zhuǎn)動，會加速千斤的滑動，使“嗒嗒”聲響得更急促。多級飛輪是自行車變速裝置中的一個重要部件。

多級飛輪是在單級飛輪的基礎(chǔ)上，增加幾片飛輪片，與中軸上的鏈輪結(jié)合，組成各種不同的傳遞比，從而改變了自行車的速度。

鏈條：鏈條又稱車鏈、滾子鏈，安裝在連輪和飛輪上。其作用是將腳踏力由曲柄、鏈輪傳遞到飛輪和后輪上，帶動自行車前進，應該減少鏈條的寬度，使它與齒輪緊密接觸，

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減少掉鏈的幾率。2、自行車的力學知識2.1運動和力的應用2.1.1增大和減小摩擦

自行車在行駛的過程中，各個相互接觸的部件間產(chǎn)生相對運動，這些地方就存在摩擦。手與車把間摩擦、車輪與地面間摩擦、閘皮與車輪間的摩擦等都是有益摩擦。用摩擦系數(shù)較大的橡膠制作車把上的膠套，在膠套上刻上花紋來增大手與車把間摩擦；在輪胎外殼上刻上花紋來增大車輪與地面間摩擦；，采用增大壓力的方法來增大閘皮與車輪間的摩擦。前軸、中軸、后軸、腳蹬、車把與車架間等各個轉(zhuǎn)動部位的摩擦都屬于有害摩擦。減小這些有害摩擦的方法是在轉(zhuǎn)動部位安裝軸承，利用滾動摩擦代替了滑動摩擦；通過向這些部位加上黃油（鈣基潤滑脂）或機油進行潤滑。摩擦力的大小跟兩個因素有關(guān)：壓力的大小、接觸面的粗糙程度。壓力越大，摩擦力越大；接觸面越粗糙，摩擦力越大。自行車外胎有凸凹不平的花紋，這是通過增大自行車與地面間的粗糙程度，來增大摩擦力的，其目的是為了防止自行車打滑。自行車的外胎，車把手塑料套、踏板套、閘把套等處均有凹凸不平的花紋以增大摩擦，剎車時，手用力握緊車閘把，增大剎車皮對車輪鋼圈的壓力，以達到制止車輪滾動的目的，剎車時，車輪不再滾動，而在地面上滑動，變滾動為滑動后，

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摩擦大大增加，所以車能夠迅速制動。

車的前軸，中軸及后軸均采用滾動以減小摩擦。為更進一步減小摩擦，人們常在這些部位加潤滑劑。多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。

剎車時，車輪不再滾動，而在地面上滑動，摩擦大大增加了，故車可以迅速停駛。而在剎車的同時，手用力握緊閘把，增大剎車皮對鋼圈的壓力以達到制止車輪滾動的目的。輪胎上的花紋：增大摩擦。剎車皮：增大壓力，增加摩擦。

鏈條和齒輪：增加粗糙程度，加大之間的摩擦。2.1.2彈簧的減震作用

車的座墊下安有粗的螺旋狀的彈簧，利用它的緩沖作用以減小震動。

輪胎的減震作用：在自行車車胎中充有適量的壓縮空氣，壓縮空氣具有很大的壓強，可以增強彈性。同時在車的鞍座中裝有彈簧，通過彈簧的彈性形變減弱車的震動。通過這些方法可以使自行車騎行平穩(wěn)，減少顛跛。2.2壓強知識的應用2.2.1自行車負重

自行車的車胎上刻有載重量，明確告訴人們不能超載，如車載過量，車胎受力面積不變，則車胎受到太大的壓強將被壓破。自行車的內(nèi)胎要充夠足量的氣體，在氣體的體積、

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溫度一定時，氣體的質(zhì)量越大，壓強越大。2.2.2車座上的物理

座墊呈馬鞍型，它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強，使人騎車時感到較舒適。2.3簡單機械知識的應用

自行車是一種機械，它由許多的簡單機械構(gòu)成：執(zhí)行部分中的車把、控制部分中的車閘把、后閘部件中的前曲拐、后曲拐及支架、貨架上的彈簧夾、車鈴的按鈕等部件都屬于杠桿。傳動部分中的腳蹬與大齒輪盤構(gòu)成一個動力作用在輪上的省力輪軸，飛輪與后輪則構(gòu)成一個動力作用在軸上的費力輪軸；執(zhí)行部分的車把也可以看作一個輪軸。自行車的各個部件是靠螺絲來連接和緊固的，螺絲上的螺旋是一個繞在圓柱體上的斜面。

自行車制動系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個省力杠桿，可增大剎車皮的拉力。另外，鏈輪牙盤與腳蹬，后輪與飛輪，車龍頭與轉(zhuǎn)軸等都是輪軸，利用它們可以省力。自行車的車把相當于一個輪軸，車把相當于輪，前軸為軸，是一個省力杠桿，自行車的腳踏板與中軸相當于一個輪軸，實質(zhì)為一個省力杠桿。自行車的飛輪也相當于一個省力的輪軸。

另外，剎車把手：省力杠桿，輪盤和腳踏：省力的輪軸。車把上的閘是省力杠桿，人們用很小的力就能使車閘以比較大的壓力壓到車輪的鋼圈上。自行車的車閘是利用摩擦力

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使自行車減速和停止前進。當我們使用車閘是，剎皮與車輪間的摩擦力，使車輪停止運動或速度減小，車輪與地面間的摩擦力由滾動摩擦變?yōu)榛瑒幽Σ�。強大的滑動摩擦力使自行車迅速減速。2.4能的知識運用

動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。騎自行車上坡前，人們往往要加緊蹬幾下，使車的速度（動能）增大，“動能沖坡”。以較大的動能轉(zhuǎn)化為較大勢能，能夠較容易到達坡頂。而騎車下坡時，不用腳蹬，車速也越來越快，這是勢能轉(zhuǎn)化為動能。動能不斷增大，所以車速也不斷增大。2.5剎車和慣性

自行車高速行駛特別是下坡時，不能單獨用前閘剎車，否則會出現(xiàn)翻車事故，其原因是：前閘剎車，前輪被迫靜止。而作為驅(qū)動輪的后輪車架和騎車人由于慣性還要保持原有的高速運動的趨勢，這時就會以前輪與地面接觸處為支點，向前翻轉(zhuǎn)，造成翻車事故。

當人騎自行車前進時，若遇到緊急情況，一般情況下要先捏緊后剎車，然后再捏緊前剎車，或者前后一起捏緊，這樣做是為了防止人由于慣性而向前飛出去。2.6熱膨脹知識的運用

在炎熱的夏天，車胎內(nèi)的氣不能充得太足，更不能放在烈日下曝曬，因為車胎內(nèi)的空氣受熱急。

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2.7機械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化

用打氣筒給車胎打氣，過一會兒，筒壁會熱起來，這是因為壓縮筒內(nèi)氣體和克服活塞與筒壁的摩擦做功，使筒壁內(nèi)能增加。溫度升高，所以筒壁會發(fā)熱。坐墊下的彈簧：減小緩沖作用。3、改進意見

（1）自行車車輪胎、車把套、腳踏板以及剎車塊處均刻有一些花紋，增大接觸面粗糙程度，增大摩擦力。（2）自行車的腳踏板應該選用橡膠、塑料或金屬材料制造。腳踏必須轉(zhuǎn)動靈活，腳踏板必須做得扁而平，來增大受力面積，以減小它對腳的壓強。

（3）所有車軸處均有滾珠，變滑動摩擦為滾動摩擦，來減小摩擦，轉(zhuǎn)動方便。車軸處經(jīng)常上一些潤滑油，以減小接觸面粗糙程度，來減小摩擦力。

（4）剎車時，需要纂緊剎車把，以增大剎車塊與車圈之間的壓力，從而增大摩擦力。

（5）普通閘的制動點在車圈的內(nèi)側(cè)面也即是剎車摩擦車圈內(nèi)表面。其摩擦力大，制動效果好，但會對自行車的外胎和剎皮產(chǎn)生大的磨損，使剎車效果變差。若是車緣閘的話，還會對車圈電鍍層產(chǎn)生損傷。

（6）車架：為了減輕管重量，提高強度，較高檔的自行車采用低合金鋼管制造。為了減少快速行駛的阻力，有的自

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行車還采用流線型的鋼管。車架應采用普通碳素銅管經(jīng)過焊接、組合而成。應制成兩端大、中間小的變徑輻條，還有為了減少空氣阻力將輻條制成扁流線型。

（7）外胎：外胎上的應適當增加花紋增加與地面的摩擦力。

（8）鏈條：掉鏈是因為鏈條太松或者和齒輪的間隙太大，可以適當?shù)目s減鏈條的長度，拉緊鏈條。

（9）鏈輪：用高強度鋼材制成，保證其達到需要的拉力。（10）車腳：自行車的車座做得扁而平，來增大受力面積，以減小它對身體的壓強。

通過本次研究，我們認識了自行車上的許多力學知識，認識各個零件的原理，而且還試著改進自行車上許多常見問題。我們嘗試著利用所研究的知識，改進自行車上的構(gòu)造，解決問題。

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