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自行车上的摩擦力研究报告

日期:2020-03-14  类别:最新范文  编辑:一流范文网  【下载本文Word版

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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。

4、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。

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