浅析自行车中的物理知识

摘要：当前人们的日常生活中，自行车是一种重要的交通工具，尤其是绿色环保出行的相关倡导下，使得自行车在人们的生活中逐渐扮演着重要的角色，自行车拆除蕴含着物理知识，诸如运动学、热学、融力学等，使其成为了高中物理教学中的典型案例，为促进对自行车相关物理知识的了解和运用，本文将对自行车中的物理知识进行分析，并就其运用方面进行了探讨。

关键词：自行车；物理；分析；运用

引言：我国是是世界上自行车拥有量最多的国家，这种简单的代步工具已经逐渐影响着人们的生产生活，而在我们高中物理教学中，自行车更是成为了讲解各种物理知识的常用案例，诸如力学、热学等等，为实现对自行车的环保应用及更好地将相关物理知识用于日常生活中，本文对自行车中的物理知识进行详细分析。

一、力学知识及运用

在运用自行车的过程中，我们都知道其轮胎上有各种花纹，如有的是蝴蝶花纹、有的是鹿角花纹等，就这种花纹的作用而言，因为我们平时的生活中，对于带花纹的瓶盖总能很容易拧开，反之则不好拧开，其实这与自行车轮胎是一个原理，这与摩擦力有关，正是因为花纹的存在，才使得自行车可以在上行时不至于打滑。从物理学的角度看来，压力的大小及接触面的粗糙程度决定了摩擦力的大小，其会随着压力的增大而增大，此外，摩擦力也会因为接触面粗糙程度的加大而增大，所以自行车在行驶过程中，借助这一摩擦力的作用，才能对自行车行驶中的打滑现象进行有效防止。

由于人和自行车对地面的压力，加之地面的不光滑现象，使得自行车行驶中与地面间形成了摩擦力，其来自于相互接触的两个相对运动的物体间，所以，为了使得地面与车轮产生相对运动，势必要有力作用于也就是脚踏于踏板，促使后轮逆时针转动，而对应的摩擦力会阻碍这种运动，这种情况下，自行车后轮的摩擦力向前，对应的，因为受后轮的驱动，前轮才有向前运动的趋势，这时，地面会给其向后的摩擦力，所以，自行车行驶过程中，前后轮受到的摩擦力是相反方向的，主动轮为后轮。对应的从动轮则为前轮^[1-2]。

二、热学知识及运用

众所周知，为了防止自行车爆胎，夏天时自行车轮胎内的气不能充太足，就体积、质量一定的气体而言，压强会随着温度的升高而升高，而当其超过轮胎承受范围的情况下，显然会发生爆胎现象，这也是在运用自行车过程中需要注意的问题。

用打气筒给自行车车胎打气时，短时间内气筒壁就会热起来，究其原因看来，此过程中打气筒的活塞压缩气体做功，势必会增加气体内能，在此基础上，气体内能传给筒壁，继而提高了筒壁温度，加之此环节为克服活塞和筒壁摩擦力做功过程，这样显然就增加了筒壁内能，促使其温度升高。

三、声学知识及运用

从物理学的角度来看，自行车对声学知识得运用主要体现在两个方面，一个是骑行过程中，有些部位零件松动时，会引发振动，产生声音；另外一个是由于铃盖在不停的振动使得自行车发出的金属车铃声，这是对声学的具体运用。

四、电学知识及运用

就自行车的运用看来，一些自行车上装有小型发电装置，在其工作原理方面，其利用摩擦转动来实现照明，类似于我们在实验室用到的手摇发电机，从而将发出的电能提供给车灯工作。

五、光学知识及运用

   经过仔细观察我们可发现，很多自行车的后面装有一个尾灯，有着极为巧妙的设计，具体分析看来，其由三个相互垂直的平面镜组成，最终以一个立体直角的形式呈现，所以也叫做角反射器，将其内表面作为反射面进行运用，一旦有光线从任意角度射向尾灯时，这种装置就可以将光反向射回，这种情况下，一旦光线射向反光镜时，可以及时提醒后边的可以看到前面的自行车，避免发生不安全的碰撞等，此外，在夜间时，当自行车前行的过程中，后面有汽车经过时，汽车灯光照向自行车尾灯的前提下，不管是入射的灯光来自哪个方向，其对应的反射光都可以反射向汽车，同时相比于一般的漫反射光，这种反射的光强显然更大，类似于发光的红灯，这样就可以使得后面汽车上的司机得了及时观察到前面的自行车和人，可以及时调整行驶线路，避免不安全事故的发生，提高了交通的安全性^[3]。

结束语：

    综上所述，在当前人们的工作生活中，自行车是一种简便、环保的出行工具，有着较广的普及性，且自行车中也涉及了较多的物理知识，在我们高中物理学习中都可以找到分析的方法，且自行车的各方面构造等可以帮助我们更形象地去对物理知识进行学习，这种从生活中学习物理的方法，更能巩固学生对物理知识的理解及运用，所以，对自行车相关物理知识的分析，也在启发我们应多从现实生活中解释和学习物理现象，提高自己的学习能力。

参考文献：

[1]王金娜. 自行车与物理教学[J]. 中学物理, 2013, 31(5):91-92.

[2]王洪涛. 自行车中的物理知识[J]. 中学生数理化：八年级物理, 2010:69-70.

[3]万邦锋, 王真珠. 自行车中的物理学[J]. 物理教学探讨：中学教学教研专辑, 2011, 29(03):75-76.