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′=ωr，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。

如果人通過鏈條給后輪一個力使后輪順時針轉動。設輪與地面光滑，則輪應加速順時針轉動，說明輪有相對地面向后的轉動趨勢，因此后輪的摩擦力向前。前輪轉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。

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