自行車是簡單、方便、環(huán)保的交通工具，很多人喜歡使用它。
自行車的設(shè)計、制造、使用、保養(yǎng)，處處都有物理學(xué)的身影。
觀察：你見過下面的這些自行車嗎？
知識點1 自行車的結(jié)構(gòu)
說一說它們有什么共同點？
自行車主要由支撐系統(tǒng)、輪組系統(tǒng)、變速系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、避震系統(tǒng)等組成。
知識點2 自行車與物理
1. 觀察一輛自行車，看一看自行車上有哪些簡單的機械。想一想，這些機械有什么作用？
在圖中畫出自行車剎車工作時的支點、動力和動力臂、阻力和阻力臂。
2. 觀察自行車的輪胎，看一看輪胎是由什么材料做成的。想一想，這種材料有什么優(yōu)點？為什么自行車輪胎有花紋？
橡膠是自行車輪胎的主要材料。橡膠具有彈性和耐磨性，能夠有效地吸收來自路面的沖擊，增加行駛的舒適性。同時，橡膠的摩擦力較高，有助于增加抓地力和穩(wěn)定性。
輪胎花紋可以提供抓地力：輪胎表面的花紋有助于在不同的路面條件下提供更好的抓地力，增強了車輛的穩(wěn)定性，尤其是濕滑的路面上。排水防滑：花紋設(shè)計可以幫助排出水分，降低打滑的風(fēng)險。減少滾動阻力：光滑的輪胎（如公路車輪胎）可以減少阻力，提高速度，而較深的花紋（如山地車輪胎）則能更好地適應(yīng)崎嶇不平的路面，犧牲一些速度換取穩(wěn)定性。
3. 觀察自行車的各種部件，想一想，哪些設(shè)計增強了騎行的舒適性？
4. 觀察自行車是如何傳動的，想一想，為什么自行車比人運動得快？
自行車通過踏板、曲柄、鏈條、飛輪等傳動系統(tǒng)將人類的力量轉(zhuǎn)化為車輪的運動，使得騎行者能以較小的力氣獲得更大的速度。相較于跑步，騎自行車?yán)酶軛U效應(yīng)、減少摩擦力和風(fēng)阻等優(yōu)勢，能夠達(dá)到比人跑步更高的速度。
說一說，在騎自行車時，動力是怎樣被傳到后輪的？
在騎行過程中，自行車受到了哪些力的作用？這些力產(chǎn)生了怎樣的效果？
自行車受到的支持力和重力是一對平衡力。即：G = F支 ，合力為 0 N
騎行時，后輪受到向后的摩擦力與向前的牽引力
自行車鈴是如何發(fā)聲的？
知識點3 圍繞自行車來探索
查閱資料，了解自行車輪胎、剎車、鏈條等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的保養(yǎng)和維修方法。嘗試在家長或老師的指導(dǎo)下，對自行車（或其一部分）進(jìn)行拆解、保養(yǎng)、組裝與調(diào)試。用圖片、表格或文字記錄下你對自行車進(jìn)行拆裝的過程。
活動2 自行車主題征文與展示
通過資料查閱、商店咨詢和實物研究等方式，選擇感興趣的主題寫一篇300字的小論文。
參考主題：自行車發(fā)展史設(shè)計一輛自己的自行車（含設(shè)計圖紙）自行車與環(huán)境保護(hù)自行車?yán)锏暮唵螜C械自行車與仿生學(xué)自行車與體能訓(xùn)練自行車與交通安全小小自行車大用途······
1. 騎自行車上坡時，為什么要提前加緊蹬幾下？
騎自行車上坡時加緊蹬幾下，這樣是為了增大自行車的速度，從而使自行車具有較大的動能，在上坡過程中轉(zhuǎn)化成重力勢能，達(dá)到容易上坡的目的。
2. 如左圖所示，為自行車動力裝置示意圖，向下踩腳踏板帶動牙盤，再通過車鏈條帶動后輪轉(zhuǎn)動，腳踏板及齒盤可看作是一個杠桿。已知作用在腳踏板上的動力為F1，請在右邊的簡化圖中畫出齒盤A點所受阻力F2及動力臂l1。
3. 騎自行車的速度不能太快，原因是自行車的速度越大，動能就越______（選填“大”或“小”），剎車阻力相同時，剎車需要的距離就越______（選填“長”或“短”），車就越不容易停下來，容易發(fā)生危險。
4. 一名運動員騎著自行車沿著平直的水平路面勻速直線行駛了300m，用時60s，騎行過程中人和車受到的阻力為20N。求：（1）自行車的速度；（2）勻速直線行駛60s牽引力所做的功；（3）牽引力做功的功率 。
解：（1）自行車的速度為：
（2）因為運動員騎著自行車勻速直線行駛，所以F牽引 = f = 20 N牽引力所做的功W = Fs = 20 N×300 m = 6000 J
（3）牽引力做功的功率

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4 跨學(xué)科實踐：自行車

版本： 教科版（2024）

年級： 八年級下冊（2024）

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