进行受力分析是最有意义的分析，这是由于汽
车在在工作的过程之中多数处于加速和加速的
状态之下。
例如，汽车在启动的过程之中就是加速运
动，根据不同的汽车的性能有等牵引力启动和
等功率启动两种形式，这两种启动形式中的加
速度存在很大差别。等功率启动的过程相对较
为复杂，这种情况之下汽车开始启动的过程之
中加速度在逐步的发生变化，随着速度的增加
4. 结束语 汽车在运动的过程之中所受的力是十分复 杂的，本文只是针对水平行驶、加速行驶以及 转弯过程中的几种受力情况进行了简要的分析， 希望可以通过这篇文章的论述，提高人们对于 汽车受力情况的认识，为我国汽车行业的发展 带来一定的参考价值。
参考文献： [1] 李 安 定 , 尹 念 东 . 汽 车 驾 驶 模 拟 器 的 运 动 模 型 研 究 [J]. 黄 石 理 工 学 院 学 报 ,2008,02:26-30. [2] 胡 宏 德 . 基 于 LabVIEW 的 汽 车 运 动 轨 迹 跟 踪 仿 真 软 件 开 发 [J]. 轻 型 汽 车 技 术 ,2013,Z2:21-23+38. [3] 郭 世 钢 . 从 汽 车 运 动 中 的 牵 引 力 看 系 统 建 模 [J]. 渝 州 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ),1995,04:5-9.
汽车运动过程中的受力分析
266590 山东科技大学 山东 青岛 - 马粮 / 胡宁
关键词 汽车；运动；受力分析；速度
摘 要： 汽车运动过程之中需要收到很多较为复杂的力的综合作用，本文结合汽车实际的受力情况，选择其中较为典型的水平行驶、加速行驶和转 弯这三种情况的受力情况进行分析。希望通过笔者的分析可以提高人们对于汽车受力情况的了解，更为科学的掌握汽车运动过程中的综合情况。
（1） （2） 结合（1），我们可知汽车所收到的静摩擦 力等于三种摩擦组合之和时，汽车才可以在水 平面上做匀速直线运动。（2）向我们展示的是 滑动摩擦力的定义式，通过该定义式我们可知， 汽车收到的滑动摩擦力与汽车的重力成正比， 同时和地面的摩擦因数存在很大的关系。但是， 这里需要注意的是，汽车一般收到的摩擦力是 滚动摩擦与滑动摩擦之间存在很大的差别，滑 动摩擦可以近似等于最大静摩擦，也就是汽车 的直接动力。 2. 加速行驶汽车的受力分析 加速行驶汽车的受力分析需要结合牛顿第 二运动定律进行相关分析，而且这是汽车所受 的力较为复杂，为了论述的简单化，在本文中 我们将汽车的受力做了理想化处理。汽车在加
速行驶的过程之中所受到的动力为 F1，汽车所 受到的综合阻力为 F2，汽车获得的加速度为 a， 汽车的质量为 m。
由牛顿第二定律：
(3)
带入公式可得：
（4）
解（4）得：
（5）
通过上述三个公式我们可以看出，汽车在
进行加速运动的过程之中，主要受到的力为牵
引动力和摩擦阻力两种力的综合效果，只有当
牵引动力 F1 大于摩擦阻力 F2 时汽车才能做加速 运动，加速度为正；反之，当牵引动力 F1 小于 摩擦阻力 F2 时汽车只能做减速运动，也就是说 这个时候汽车的加速度为负值。对于加速行驶
前言： 随着现代经济社会的不断发展与进步，汽 车已经成为现代人生活之中不可或缺的生活用 品，汽车的普及极大的改变了现代人的生活方 式与生产方式，促进了现代社会的巨大进步。 但是，针对汽车受力情况的具体研究与分析的 文献国内还鲜有报道，笔者结合多年工作的经 验，对汽车在运动过程之中的受力情况进行了 系统的分析，希望可以通过这些分析提高人们 对于汽车运动情况的了解，更好的掌握汽车的 受力情况，为今后汽车行业的发展带来积极的 启发。 1. 汽车在水平行驶过程之中的受力分析 汽车在行驶的过程之中受到的力主要有两 种：牵引力和摩擦力。这是从大的方向上进行 概述。传统思维认为，汽车在水平行驶的过程 之中主要受到发动机的牵引力，但是从力学方 面进行分析这种思维是错误的。其实，带动汽 车向前行驶的直接动力是轮胎的静摩擦 f，这是 汽车在行驶之中受到的直接动力。 为 了 更 好 的 说 明 汽 车 的 手 里 情 况， 我 们 将汽车受到的静摩擦力也就是直接动力定义为 F1，汽车在运动的过程之中当然还会受到相应的 摩擦阻力，主要包括汽车轮胎的滚动摩擦 f1、 汽车内部部件之间的摩擦力 f2 以及汽车受到的 空气阻力 f3.. 牛顿第一定律指出，汽车保持匀 速行驶的条件为受到的和外来为 0，即：
力和汽车阻力这两种主要的力之外，汽车在转
弯的过程之中必须提供相应的向心力。对于向
心力的理解一定要正确，我们这里所说的向心
力不是一个真正存在的力，而是一种合力，是 汽车转弯过程之中必须存在的一个合外力。汽 车转弯过程其实是在做圆周运动，做圆周运动 就必须有向心力。（6）是向心力的计算式：
（6）
也就是说汽车在转弯的过程之中不能处于 受力平和的状态，这时的汽车存在一个向心加 速度 a，这个向心加速度的存在决定了汽车在 必须存在一个向心力，这个向心力一般是由汽 车轮胎的侧向静摩擦提供的，要有与运动方向 成 90 度的指向圆心方向的充当向心力静摩擦力 f=mv2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mω2v。 一 些 设 计 较 为科学的公路在转弯处设计成外侧较高内侧较 低的情况，这种设计也是考虑到向心力的原因， 这种设计可以实现汽车重力的一部分分力当做 汽车转弯的向心加速度，这样就减小了轮胎横 向静摩擦的压力，增加了汽车行驶过程之中的 安全系数，同时减轻了对于轮胎的磨损。
加速度会减小，达到一定程度之后加速度开始
保持不变。对于等牵引力启动而言，这个时候
汽车的加速度处于一个稳定的状态，这是由于
汽车所受的合外力保持不变的原因造成的，因
此这种启动是相对较为简单的启动方式，其受
力分析也较为简单。
3. 汽车在Leabharlann 弯过程中的受力分析汽车的运动状态一般分为匀速行驶、加速
行驶两种状态，前文已经对于这两种状态下汽
作者简介： 马粮，男，籍贯：山东省菏泽市，研究方向： 车辆工程，作者单位：山东科技大学。 胡宁，男，籍贯：河北省沧州市，研究方向： 车辆工程，作者单位：山东科技大学。
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车的受力分析进行了系统的论述。但是，汽车
在转弯过程之中的受力情况与前两种状态下的
受力之间存在明显的不同，为了让人们更加全
面的了解汽车的受力状态，笔者对汽车在转弯
过程中的受力情况也进行简单分析。
汽车在转弯过程之中的受力之所以和普通
行驶状态下不同，是因为汽车在转弯过程之中
的受力更为复杂，除了前文已经提及的牵引动