自行车上的摩擦力研究报告

1自行车上的摩擦力研究报告上学期我们在物理上学习了摩擦力的有关知识。认识了摩擦力，探究了影响滑动摩擦力大小有两个因素，并知道增加有益摩擦和减小有害摩擦的方法。摩擦力通常分为滑动摩擦、滚动摩擦和静摩擦几种。滑动摩擦力是一个物体在另一个物体表面滑动时，所受到的阻碍物体相对运动的力。影响滑动摩擦力大小有两个因素：1.摩擦力的大小与接触面间的压力大小有关，接触面粗糙程度一定时，压力越大摩擦力越大。2.摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大。在日常生活中和生产活动中，有些摩擦是有利的，有些摩擦是有害的。我们总是要增大有益的摩擦，减小有害摩擦。增大有益摩擦的方法有两种：1增加接触面的粗糙程度来增大摩擦；2、用增大压力的方法来增大摩擦。减小有害摩擦的方法有多种：1、减小接触面的粗糙程度来减小摩擦；2、用减小压力的方法来减小摩擦；3、利用滚动摩擦来减少摩擦；4、给某些部件加润滑剂；5使两个接触面彼此分开，如：气垫船、磁悬浮列车都是利用这种方法减小摩擦的。生活中到处都有摩擦力，为了进一步了解摩擦力，锻炼自己理论联系实际能力，了解物理与实际生活的联系，我们对结构比较简单，应用比较广泛的自行车进行了研究。研究方式：1、查阅教材进一部熟悉有关摩擦力的知识。2、拆卸、观察自行车的结构。找出与摩擦力有关的部分。3、询问老师、家长和修车师傅有关自行车的一些问题。4、亲自去骑不同类型的自行车，具体体会它的不同之处。5、利用网络资源收集有关自行车的资料。6、分组分析讨论，大家合作，形成实验报告。研究内容：一、自行车上增大有益摩擦，减小有害摩擦的方法自行车的种类很多，不管是哪种自行车，增大和减小摩擦的方法都差不多。自行车上增大有益摩擦的方法大抵有两种：1增加接触面的粗糙程度来增大摩擦；2、用增大压力的方法来增大摩擦。自行车很多地方都采用了第一种方法来增大摩擦-----增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的.例如：图1：自行车的把手做成有花纹的图2：自行车的踏脚有花纹图3：轮胎做有花纹自行车也有一些地方是采用第二种方法---增大压力的方法来增大摩擦，如：自行车上用来固定零件的螺丝和螺帽必须要悬紧，以增大压力，增大摩擦力，防止2螺帽脱落（如图4）。自行车刹车时要用力，以增大闸皮和车圈之间的压力，增大摩擦力，尽快使车停止（如图5）。图4：用来固定各零件的螺丝与螺帽旋得紧紧的图5：自行车上的刹车装置自行车上减少有害摩擦的方法大抵也有两种：1、利用滚动摩擦来减少摩擦；2、给某些部件加润滑剂来减少摩擦。采用第1种方法来减少摩擦的有：有车轮处装有钢铁制的滚动轴承，内有很多小钢珠。（如图六）；采用第2种方法来减少摩擦的有：在转轴中经常上涂润滑油（如图七）。后来经过询问和研究，发现不止是车轮的轮轴处有钢珠，凡是能转动地方大部分都有。如：车头、脚蹬、中轴、后轮的飞轮等内部都有钢珠。图六图七摩擦力是非常重要的。如果没有了摩擦力，人骑车时手脚经常从把手和脚踏上滑下来，自行车刹车失灵，一旦行驶就停不下来。就算你要把自行车的零件拼装一辆完整的自行车也很难：因为自行车各部件的组合，都需要用螺丝、螺帽来固定，而没有了摩擦力，螺丝、螺帽就无法去固定那些零件了，因而也就无法用那些零件来拼装成完整的自行车了。另外，自行车的运动也是靠的摩擦力。如果没有摩擦力，自行车就会在原地打滑。二、自行车是怎样利用摩擦运动和停止的自行车是怎样利用摩擦运动的呢？通过查阅资料和询问老师，我们明白了：当我们骑在自行车上时，由于人和自行车对地面有压力，轮胎和地面之间不光滑，因此自行车的车轮与路面之间有摩擦，后轮受到的摩擦力向前，前轮受到的摩擦力向后。当后轮受到摩擦力大于前轮受到的摩擦力时自行车就能启动起来。那在行驶过程中两轮不都向前转吗？摩擦力方向怎么会不一样呢？这是因为，后轮是动力轮，骑车时脚用力蹬脚蹬，使后轮转动，但是轮子的接触面和3地面之间没有相对运动，所以一直都是静摩擦力，不是滑动摩擦。当后轮转动时，后轮和地面的接触的地方，就相对于地面有向后运动的趋势，所以后轮就会受到地面对它向前的摩擦力。(这里的原理跟人走路时脚受到的摩擦力方向一样);前轮原来的状态是静止的,由于车身的推动,使前轮相对于地面运动方向也向前,所以受到地面对它向后的摩擦力。因此，前轮是阻力轮，他受到的摩擦力阻碍车的运动。当后轮受到的向前的摩擦力大于前轮受到的向后的摩擦力时，自行车就能由静止变为运动，或加速运动。这两个力大小相等时，自行车作匀速运动。当人们在地上推自行车前进时，前轮和后轮受到的摩擦力方向由是怎样的呢？此时前轮和后轮都是阻力轮。都要受到地面对它向后的摩擦力。那谁和这两个力平衡呢？是地面对脚的向前的摩擦力！刹车以后，自行车为何能停止运动？刹车时，刹皮与车圈间的摩擦力，会阻碍后轮的转动。手的压力越大，刹皮对车圈的压力就越大，产生的摩擦力也就越大，后轮就转动的越慢。如果骑车太快，紧急刹车时，后轮受到闸皮的摩擦力停止了运动，由于惯性，自行车还会继续向前运动。这时后轮与地面之间的摩擦就变为滑动摩擦力（原来为滚动摩擦，方向向前），方向向后，阻碍了自行车的运动，因此就停下来了。三、自行车的使用与保养1、自行车忌用缝纫油自行车的转动部分要经常涂润滑油，减小摩擦力。有人认为缝纫机油也可以用于自行车。这是不对的。缝纫机油属于薄质润滑油，若用于自行车，会使车内原有的黄油稀释而流失，从而降低油脂的润滑性能和防锈性能。因此，给自行车的车轴加油，应用３０号机油或滑脂。2、自行车胎延寿法（1）、充气要适量。内胎充气不足造成的瘪胎，不仅阻力增大，骑车费力，而且加大了车胎与地面摩擦面积，使外胎加速磨损折裂。充气过足，加上日晒胎内空气膨胀，胎内帘线容易被胀断，会缩短使用寿命。因此，打气要适量，寒冷天气可足些，夏天要少些；前轮气少些，后轮气要足些。（2）、不要超载。各种外胎的侧面都标有它的最大载藏重量。如普通外胎最大载重量为100公斤，加重外胎最大载重量为150公斤。自行车载人时，人和车子本身重量是由前后两个车胎分担的。前轮承受总重量的l／3，后轮为2／3。后衣架上载重几乎全部压在后胎上，超载过重，加大了车胎与地面摩擦，特别是由于轮胎侧面的橡胶厚度比花纹处要薄得多，经常重载易变薄出现裂口而爆破。（3）、马路的路面，一般是中间高两边低，而自行车又必须靠右行驶。因此，轮胎的左侧常比右侧磨损得厉害。同时，由于重心靠后，后轮一般比前轮磨损快。所以，新轮胎使用一定时期后，应将前后轮胎调换使用，并调换左右方向。这样，可以延长其使用寿命。3、自行车的钢珠要及时更换自行车车轴内钢珠经常磨损，如果车轴内经常发出响声，一般是钢珠出现了问题。一定要及时更换。若不更换，就会磨损钢碗、车轴等其它零件。44、自行车链条打滑处理法:自行车链条使用时间长了会出现滑牙的现象。这是由于链条孔的一端磨损造成的，如采用以下方法，可以解决滑牙问题。由于链条孔有四个方向受摩擦，所以只要打开接头，翻个圈，把链条的内圈变做外圈，受损的一面不直接同大小齿轮接触，就不再打滑了。收获与体会在这次研究性学习中，我们不但进一步巩固了物理知识，而且能够和实际生活相联系，运用已有知识分析、解决问题。通过这次研究性学习，我们对自行车的原理有了全新的认识；对自行车的维护和维修技术有了初步的了解；体会到物理知识和社会生活有着密切联系，提高了学习物理的兴趣，增强了我们探求物理知识的欲望。在研究的过程中，我们应用各种学习策略提高了我们自主学习的水平，培养了我们的社会责任感，能与伙伴合作交流，增进了同学间的友谊。