自行車上學物理

杜英杰

自行車和我們的生活密切相關，為了倡導綠色出行，全國各地都相繼投放了大量的共享自行車.你是否知道.自行車里面可包含著大量的物理學知識呢？如果你可以系統解決本文中的問題.相信你的基礎知識已經掌握好了，網狀題源式學習是一種高效的學習方式，利用最少的題目達到最有效的學習效果，這里我們就用題源的方式讓同學們快速高效地提高期末復習的質量.

題源：陽光明媚的周末.善于觀察和思考的敬康和冠霆同學相約騎車一起去新蕾公園游玩.今天敬康同學騎了一輛嶄新的自行車，質量為15 kg，冠霆同學的自行車質量為16 kg，敬康同學的質量為45 kg.到達公園門口休息時.他們一邊觀察思考，一邊提出了以下的問題，請你和他們一起走進物理知識的殿堂吧.（這里取g=10 N/kg）

1.當敬康同學把自己的自行車停在一個兩端被墊起的薄木板上時，發現木板發生了彎曲.這說明了什么物理原理？

2.當運動著的自行車要停下時，需要捏閘阻止其繼續運動，用力越大，自行車停下得越快，這里面蘊涵了哪些物理原理？

3.他們思考著，如果大人和小孩騎著兩輛完全相同的自行車都在水平道路上以相同的速度運動，哪個更容易停下來？為什么？

4.敬康同學的新自行車所受的重力是多少？

5.敬康的新自行車靜止在水平地面上.自行車和地面分別受哪些力的作用？大小是多少？你能找出哪一對是平衡力嗎？

6.當敬康同學用5.3 N的力去推自行車時，沒有推動，則自行車此時在水平方向受到哪些力的作用？

7.如果冠霆同學的自行車放在斜面上處于靜止狀態.這輛自行車分別受到哪些力的作用？

8.你知道水平勻速行駛著的自行車在水平方向受到哪些力的作用嗎？它的主動輪（后輪）和被動輪（前輪）所受到的摩擦力的方向又是怎樣的？

9.敬康同學回想了一下，他在水平路面上勻速騎行900 m所用時間為3 min.每個輪胎與地面接觸面積約為0.01m2，那么，敬康同學騎自行車行駛的速度為多少？自行車對地面的壓力是多少？此時自行車對地面的壓強又是多少？

10.敬康同學的新自行車車座面積比冠霆同學的大，這有什么區別呢？

11.敬康同學看到路旁的一輛正在行駛著的汽車里，因為車窗打開，汽車中的遮陽布向車外飄出來了，這又是為什么呢？

解析：1.當敬康同學把自行車放在兩端被墊起的薄木板上時，木板彎曲，顯然是發生了形變.因為力的作用效果之一就是可以改變物體的形狀.

2.運動著的物體要停下來需要力的作用，因為力的另一個作用效果就是可以改變物體的運動狀態.這里用力捏閘.就是增加自行車閘皮和輪胎之間的壓力.因為決定滑動摩擦力大小的因素有壓力的大小和接觸面的粗糙程度.增大壓力或者增加接觸面的粗糙程度都可以增大摩擦力的大小.同一輛自行車，摩擦阻力越大，運動狀態改變得越快，自然可以越快地停下來.

3.大人和小孩雖然騎著相同的自行車.但他們的質量不同.則他們的慣性大小也不同，運動狀態改變的難易程度也就不同.在相同摩擦阻力的情況下.小孩和自行車一起時的總慣性小，運動狀態就相對容易改變，更容易停下來.

4.根據重力和質量的關系G=mg，可以計算出敬康同學自行車的重為G敬康車=m敬康車g=15 kgx10 N/kg=150 N.

5.自行車受到的力有重力和支持力，地面受到的是自行車對地面的壓力.大小均和自行車所受的重力相等，都是150 N.這里只有重力和支持力是一對平衡力.因為平衡力的條件是必須作用在同一物體上，而壓力是地面受到的力.

6.當敬康同學用5.3 N的力去推自行車時，沒有推動，則自行車此時在水平方向受到的力是推力和靜摩擦力，它們是一對平衡力.

7.冠霆同學的自行車在斜面上處于靜止狀態，這輛自行車車除了受到重力和支持力.還受到一個沿斜面向上的摩擦力.自行車在這三個力的作用下處于平衡狀態.

8.水平勻速行駛著的自行車在水平方向受到來自自行車向前的動力和來自地面的摩擦力，因為自行車做勻速直線運動，所以這兩個力彼此平衡.主動輪（后輪）起到提供向前動力的作用.而這個動力是和地面發生靜摩擦而產生的，所以主動輪（后輪）受到的摩擦力向前，而被動輪（前輪）是在后輪的推動下被迫向前運動，所以被動輪（前輪）所受到的摩擦力的方向是向后的.

10.敬康同學的新自行車車座面積比冠霆同學的大，根據壓強計算公式p=f/s詈可知，在相同的壓力情況下，受力面積越大，壓強越小，也就是壓力越分散，坐上自然就會感覺越舒服.

11.看到行駛著的汽車中的遮陽布是向車外飄的，是因為流體流速大的地方壓強小.顯然車外面空氣流動的速度大，壓強小，所以汽車中的遮陽布向外飄.

責任編輯 蔡華杰