自行車行駛過程中摩擦力的分析

我們在自行車的行駛過程中都會碰到以下幾種情況：

1 原地打滑

假如自行車向前運動時，陷入了小坑，輪子會在坑里轉(zhuǎn)動，在這過程中相接觸的各點相對地面是有速度的，即在表面滑行，所以它受到的是滑動摩擦力。（如圖1）鏈條給輪子一個動力使輪子順時針轉(zhuǎn)動地面對輪子總的摩擦力方向向前，此時摩擦力和運動方向相同，說明摩擦力提供了動力。

2 剎車滑行

在平直的路面上，前輪、后輪剎車后，輪子不會轉(zhuǎn)動只在路面上滑行，受到的也是滑動摩擦力。方向和運動方向相反，摩擦力是阻力。

3 勻速前進

在車整體向前運動中，車有一速度為v，（如圖2）我們先對后輪分析，后輪的整體有一向前的速度v，由于輪子滾動，在圓周上有速度v'=wr，因為是勻速的所以v'的大小等于v。在輪子與地面的接觸點A，其合速度為0。所以在接觸的那一瞬間是靜止的，并且有向前運動的趨勢。所以受到的是靜摩擦力。同理前輪也是靜摩擦力。



人通過鏈條給后輪一個力使后輪順時針轉(zhuǎn)動。設(shè)輪與地面光滑，則輪應加速順時針轉(zhuǎn)動，說明輪有相對地面向后的轉(zhuǎn)動趨勢，因此后輪的摩擦力向前。前輪轉(zhuǎn)動是由于受到一推力的作用，若前輪與地面接觸光滑則前輪就不會轉(zhuǎn)動，故前輪相對地面有向前的運動趨勢。其摩擦力向后。

有些同學會說自行車在勻速前進時受到的是滾動摩擦力，根據(jù)滾動摩擦力的定義其實這也對。但我們必須知道滾動摩擦力只是靜摩擦力的一種。