共享单车,关键在于自行车所涉及的物理知识,例如杠杆、轮轴、摩擦、压强、能量的转化等力学、热学、光学知识等。生活处处皆有物理,碰到自行车的题目也不用太担心,这种接地气的知识并不抽象,细心点分析题目的条件总是能做出来的。
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,后轮遭到的摩擦力方向向前,是自行车前进的动力,前轮遭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,前后轮遭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=100cm2,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约为6.5×10 6(六次方)Pa。
(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(如图),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,如图示:
(2)、自行车的脚踏板与中轴也相当于一个轮轴,实质也为一个省力杠杆。
(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,自行车依然向前走,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,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)、当仍骑自行车上坡之前,要紧蹬几下,目的是提高速度,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,就能上得高一些。
声学方面
自行车的金属车铃发声是由于铃盖在不停地振动,而汽笛发声是由于汽笛内的气体不断振动而引起的。
热学知识
在夏天,自行车轮胎能的气体不能充得太足,是为了防止自行车爆胎,因为质量、体积一定的气体,当它的温度越高,压强就越大,当压强达到一定程度时,如果超过了轮胎的承受能力,就会发生爆胎的情况。
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,是由三个相互垂直的平面镜组成的一个立体直角,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入尾灯时,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,当汽车灯光照在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,其光强度远大于一般的漫反射光,就像发光的红灯,足以让汽车司机观察到。
电学方面
电动自行车的基本原理是:由蓄电池提供电能,电动机驱动自行车。电动自行车是脚踏车的衍生物。