自行车上的摩擦力

《自行车上的摩擦力》写作要求1、分析自行车的有益摩擦和有害摩擦2、有益摩擦是通过哪些装置和方法增加的、有害摩擦是通过哪些装置和方法减小的3、典型例题分析4、字数要求：3500字5、交稿时间：9月20日自行车上的摩擦力淮安市文通中学宋正刚自行车是城乡最常见的交通工具,它以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具，在高度发达的大城市,自行车也被用于健身和休闲。它包括车体部分、传动部分、行动部分和安全装置部分组成。自行车的组装和行驶是离不开摩擦的。如果没有摩擦，自行车各部件之间就不能组装连接；如果没有摩擦，自行车也不能正常在路面上行驶。同样，自行车在行驶过程中，人和车之间以及自行车各部件之间也必然存在各种摩擦，这些摩擦有的是有益摩擦，有的则是有害摩擦。自行上车哪些地方摩擦是有益的，哪些地方摩擦又是有害呢？我们又该如何去增大有益摩擦，减小有害摩擦呢？下面我们就和大家共同探讨自行车上的摩擦力。一、了解自行车的结构和各部件的功能1．车体部分：包括车架、前叉、车把、鞍座和前叉部件等。车架部件是构成自行车的基本结构体，也是自行车的骨架和主体，其他部件也都是直接或间接安装在车架上的；鞍座和车架之间需要根据骑车人的身体情况进行固定；鞍座前后的倾角可以调节，鞍座和扣件之间需要固定；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。2．自行车传动部分：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。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，牙盘，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。链条安装在链轮和飞轮上。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。3．行动部分：包括前后车轮、前后轴部件、辐条、轮辋（车圈）、轮胎等。4．安全装置：包括制动器（车闸）、车灯、车铃、反射装置等。二、自行车上有益摩擦和有害摩擦的分析自行车上的静摩擦都是有益的。各部件的固定和安装都要用到螺丝和螺帽，必须要把它们旋紧，主要目的就是增大部件之间的摩擦力。如前叉和龙头的固定连接、鞍座在车架上固定、鞍座倾角的固定、前后轮在车架上固定、脚蹬在曲柄链轮上固定等装置；曲柄链轮和中轴之间不是通过螺丝来固定的，而是通过插销来固定的，插销是用锤子猛力敲打才能使曲柄链轮固定在中轴上，使曲柄链轮和中轴连成整体，因此它和中轴之间的摩擦也是有益的；后轮胎和地面的摩擦也是静摩擦，因为它是驱使自行车前进的力，所以它也是有益的摩擦力；刹车时刹皮和车轮之间的摩擦能有效的控制车子的行进，所以它也是有益的。自行车上的动摩擦都是有害的。如中轴、前车轴、后车轴、前叉合件、脚踏轴等部件，同时包括刹车把手，它们在转动过程中极易使部件磨损，造成传动或转动障碍，所以它们之间的摩擦是有害的。三、增大有益摩擦的装置和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基本有两种：一是增加接触面的粗糙程度来增大摩擦；二是用增大压力的方法来增大摩擦。1．自行车很多地方都采用了第一种方法，即用增加接触面粗糙程度的方法来增大摩擦。外胎上有凸凹不平的花纹是为了增加与地面的摩擦力。山地自行车的外胎宽度特别宽，花纹较深是为了适应越野山地时能有足够的摩擦力而防止打滑或倾倒；而一般的公路赛车的外胎却很窄，是因为平坦的地面不需要防止侧滑，同时也是为了减小部分由于轮胎太宽而带来的较大的行进阻力。脚蹬也叫脚踏，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，脚踏面要具有一定的防滑性能，可以选用橡胶、塑料或金属材料制造，因为它们不仅不易变形，还可以在上面刻上凸凹不平的花纹，以增大脚与踏板之间的摩擦力，保证行车脚踏踏板时的安全；车把（俗称龙头）通常要安装硬质的带有花纹的手柄或者包裹着软质粗糙的塑料带，不仅可以增加手抓龙头的舒适度，还可以增大手与龙头之间的摩擦力，使手在控制龙头时候不易脱落；飞轮以内螺纹旋拧固定在后轴的右端，与链轮保持同一平面，并通过链条与链轮相连接，构成自行车的驱动系统。链条和飞轮以及链轮之间的摩擦都是有益摩擦，为了防止链条在飞轮或链轮上打滑，通常要把链条的松紧度调节到一个合适的位置。2．自行车也有一些地方采用了第二种方法即增大压力的方法来增大有益摩擦的。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，从而达到增大摩擦力，防止螺帽脱落；自行车的链条在传动时与前后齿轮之间都有摩擦，如果链条太松弛，会产生链条打滑的现象，所以适当调紧链条也是通过增大压力达到增大链条与齿轮之间的有益摩擦的目的。3.自行车上也有些地方采用了第一种和第二种结合的方法来增大有益摩擦的。车闸上的刹皮通常采用耐磨的材料做成，并在其表面刻上凸凹不平的花纹，刹车的时候可以增大刹车时的有益摩擦；同时自行车在刹车过程中需要用力勒住刹车把，利用杠杆原理加大闸皮对轮圈的压力目的是为了使刹车皮与轮圈紧贴，增大它们之间的摩擦，加强制动的效果；在两种方法的共同作用下，使自行车能尽快的停下来。还有的车辆为了进一步增强制动效果，还采用了碟刹的装置。四、减小有害摩擦的装置和方法自行车应当骑起来越省力、越轻松、越灵活才越好，所以在自行车转动的地方摩擦力要越小越好，这些地方的摩擦要通过各种方法减小。通常减小摩擦的方法有三种：第一、减小压力；第二、以滚动摩擦代替滑动摩擦；第三、在接触面加润滑油。自行车上通常应用第二和第三种方法较多。前轴、中轴、后轴、车把转动处、脚蹬转动处、飞轮以及前叉合件等地方都安有钢珠。转动地方安装钢珠是为了减小有害摩擦，保护零件，节省动力，因为滚动摩擦比滑动摩擦小得多，用滚动来代替滑动可以大大减小有害摩擦；经常在滚动处加润滑油，让接触面彼此离开，使有害摩擦变得更小、更省力、零件的使用寿命就会更长。4.4链条在行进过程中要经常加润滑油，目的是为了减小链条和飞轮以及链条与链条之间的有害摩擦。飞轮内部、链条和链条之间都要保持良好的润滑，通常要在其中滴入润滑油，以保证运转时有害摩擦能达到最小，减小行车时的阻力。五、关于自行车摩擦问题的典型例题分析例题1、摩擦对于我们生活非常重要，当然也包括自行车，但是如果没有摩擦，自行车上会发生什么呢？分析与解答：1、如果没有了摩擦力，我们就不能用自行车的零件拼装一辆完整的自行车：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；2、如果没有了摩擦力，即使自行车组装好了，人也不可能骑到车上去，因为手不能抓紧手把，脚不能踩住脚踏板，人同样也不能在鞍座上坐稳；3、如果没有摩擦，即使人坐到了自行车上，自行车也不能正常行驶，因为没有摩擦，地面不可能施加给自行车前进的动力；4、如果没有摩擦，即使自行车行驶了，它会无法停止将永远运动下去。因为没有摩擦，车刹就不能控制车轮的转动，刹车就会失灵。例题2、自行车是靠车轮与地面的摩擦力行驶的，两个车轮与地面摩擦力的方向是（）A、前轮向后，后轮向前B、前轮向前，后轮向后C、前轮后轮都向后D、前轮后轮都向前分析与解答：当自行车启动或行驶时，在链条驱动下，后轮逆时针转动，轮胎与地面接触处相对于地面有向后运动的趋势，故地面对后轮施加向前的摩擦力，该摩擦力是自行车向前运动的动力。在此力的作用下，自行车整体具有向前运动的趋势，而自行车的前轮胎与地面接触处具有向前运动的趋势，则地面对前轮产生向后的摩擦力，在该摩擦力的作用下，前轮便沿着后轮相同的方向转动起来，自行车向前运动。因此，人们也将后轮称为主动轮，前轮称为从动轮。当人推着自行车前进时，前后轮都可被视为被动轮，地面施加给两轮的摩擦力也就都是向后的。故此题的正确答案选A。例题3、自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹？自行车上还有哪些部件有类似的情况？分析与解答：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以保证自行车有足够的动力前进。自行车上鞍座上，脚踏板上，手把上也有类似的情况。例题4、刹车以后，自行车为何能停止？分析与解答：刹车时，刹皮与车圈间的摩擦力会阻碍后轮的转动。手给刹把的压力越大，刹皮对车圈的压力就越大，刹皮对车圈产生的摩擦力也就越大，车轮就转动越慢。如果完全刹死，这时前轮与地面之间的摩擦就会由滚动摩擦变为滑动摩擦力，方向向后；后轮原先受到向前的静摩擦力，停止转动后，地面施加给后轮摩擦力的变成向后方向，阻碍了自行车的运动，因此就能停下来了。