用所学的物理知识分析自行车的力学问题
自行车的结构：
工作原理：自行车以轻巧方便，造价低廉等特点获得人们的青睐，成为人类生活中普遍使用的交通工具。

自行车上的许多构造运用到物理学的力学知识。

可将其分为：摩擦力、压强、机械知识和力与运动的应用。

一．摩擦力：①增大摩擦力的运用：
（1）刹车皮：通过刹车皮与车圈的摩擦（此时的摩擦为滑动摩擦）。

因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和粗糙程度有关，又因为刹车皮的平面粗糙
不平，所以滑动摩擦力很大，可以使自行车很快停止运动。

（2）外胎表面的花纹：与刹车皮相同，都是通过增大物体表面的粗糙程度，以获得一个较大的摩擦力，但增大摩擦有什么好处呢？试想雪天汽车打
滑，而在轮胎上加链条增大摩擦力之后就不打滑了，所以自行车外胎表
面上的花纹是为了防止自行车打滑，更好地“抓住”地面。

②减少摩擦力的运用：自行车转动部分加润滑剂，减少摩擦力。

二．压强：①增大压强的应用：
给轮胎充气：人们常说自行车轮胎气要充足，它利用了压强的原理。

做
一个小实验：如果将充足气的轮胎的打气孔打开，就会发现气从内向外
喷出。

说明了轮胎内部的气压比外界大气压大。

所以给轮胎充气，是为
了轮胎内部有大的压强，有向外的压力，使轮胎在重力的作用下不易变
形（即发生形变）。

当然不能充太多气，因为如果重力太大，就会使其形
变过大，导致其体积变小，压强变大导致压力变大，最终使轮胎爆裂。

②减少压强的应用：
坐垫呈马鞍形：为了增大身体的臀部与坐垫的接触面积，由P=F/S得，当F不变时，S越大，P越小，所以坐垫呈马鞍形，可以减少臀部所受到的压强，使人骑车舒适。

三．机械知识：①省力杠杆：前刹示意图
（1）前刹：因为L1＞L2，且此杠杆是绕O转动的
所以有L1*F1=L2*F2知F1＜F2
所以前刹是一个省力杠杆,可以用很小的力使自行车很快刹住.同
理,后刹也是一个省力杠杆.
注:前刹也利用了增大摩擦力的原理。

通过增大压力(通过杠杆用
很小的力而产生的)来增大摩擦力，使自行车很快刹住。

脚蹬与大齿轮的示意图
（2）脚蹬与大齿轮：因为L1＞L2，且绕O点转动
所以由L1*F1=L2*F2知F1＜F2
所以脚蹬与大齿轮是省力杠杆，省力费距离
②变速器：变速器示意图
通过拉伸钢丝，使链条在钢丝连同转换器的带动的
带动下，改变链条所在的齿轮，达到变速的目的。

四．力与运动的应用：惯性:我们在骑车的过程中会发现，如果在速度快的情况下
突然把前刹按住，人和后轮都会“跳”起来，这是为什么
呢?用惯性来解释：由于惯性，人和后轮在没有受到阻力的
情况下，会继续向前运动，而由于前轮受到阻力而停止，
所以人和后轮会“跳”起来。

通过了解，我们在行驶时刹
车一定不能先按前刹，当然要低速行驶，防止惯性带来的
危害！。