第三课自行车中的物理知识

三、《摩擦力》教学设计教学理念：依据“从生活走向物理，从物理走向生活”和“注重科学探究，提倡学习方式多样化”两大课程改革的基本理念。

本节教学采用在教师指导下，学生进行“合作探究”模式的学习，老师尽量为学生创造情景，点燃学生探究的欲望，让学生积极主动地参与到教学活动中去。

教材分析：本节可包括以下三部分的内容：（1）摩擦力。

（2）决定滑动摩擦力大小的因素。

（3）增大、减小摩擦的方法。

在讲述摩擦力时，为了不使问题复杂化，教材中没有提出静摩擦的问题，而是统称为摩擦。

教材对滚动摩擦也没有单独讲述，而是作为减小摩擦的方法来介绍的。

教材中没有具体讲述摩擦力产生的原因，教学中使学生有所了解即可，不必引伸。

教材首先通过分析一些事例使学生认识摩擦力的存在，并在此基础上说明摩擦力是阻碍物体相对运动的；随后研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关。

摩擦在生活和生产中都有重要的意义，教材最后用较大篇幅讲述了增大摩擦和减小摩擦的方法。

虽然教学的重点在于应用摩擦知识解释实际现象，学会根据不同条件选择增大或减小摩擦的方法，但这些应用都基于对影响摩擦力大小因素的理解，因此，应充分重视研究影响摩擦力大小因素的实验。

学情分析：学生在这之前刚学习了“重力”，知道可以用弹簧秤来测量力的大小。

而摩擦力跟重力一样是一种常见的力，在生活中无所不在，学生除对摩擦力的概念比较生疏外，已基本具备自主探究的条件。

教法建议：1．教学以学生自主探究为主。

摩擦是最常见，应用最普遍的物理现象之一。

对摩擦现象，学生有比较丰富的感性认识，但不能因为学生有一定的生活经验，就忽视了学生实验，作为物理老师是非常清楚物理实验的作用，它不能用其他任何教学手段所能代替（包括现代化教学手段，计算机辅助教学不能替代实验让学生用自己的眼睛去观察、分析、判断、归纳）。

尤其在学生有一定认识基础时，更应注意让学生亲自动手探究，这样就能既揭示现象的本质，又能引起学生的兴趣。

2．进行物理学研究方法的教育。

初二物理综合实践课初二物理综合实践课初二物理综合实践课课题：自行车中的物理知识一、教学目的：1、通过本次活动，让学生在综合实践活动中探究自行车的构造和它对应的物理原理。

2、将理论和实践联系起来，让学生体会学习物理的乐趣，增强学习物理的动力。

3、让学生亲身参与，将枯燥的知识传授变为有趣的综合实践。

4、结合自行车的构造和交通案例，进行安全教育。

二、教师导入发言：众所周知，中国是世界上自行车拥有量最多的国家，是公认的“自行车王国”。

作为一种最普及最方便的代步工具，它与我们的生活息息相关。

就我们中学生而言，也与自行车结下了不解之缘。

说起骑车，或许我们都会，但要系统、详尽地解释其中的物理知识，未必人人都能够做到。

为了明确这些问题，也为了更好地将物理知识运用到日常生活中，我们选择此课题作为本节综合实践课的课题。

当然，自行车中的物理知识很多，我们不可能面面俱到，本节课重点针对我们初二物理所学的知识进行实践，现在同学们打开书本和开动脑筋，让我们一起进入探索之旅。

三、综合实践探究过程（学生实践为主，教师引导为辅）（一）认识自行车的基本结构（1）车把、前叉、前轮、前轴和后轴、后轮组成执行部分，起导向和行驶的作用。

（2）脚蹬、中轴、链条、飞轮等部件组成传动部分，推动车子前进。

（3）前后闸部件组成控制部分，骑行者可以随时操控车闸，使行驶的自行车减速或停止。

这三部分通过车架连接，形成一个整体。

（请同学现场演示，并做示范动作）（二）认识自行车中的摩擦（1）增大有益的摩擦比如：轮胎表面的粗糙不平、橡胶紧套车把、刹车系统等等（同样是学生活动为主，请同学现场演示，并做示范动作，教师在旁边引导为辅）（2）减小有害的摩擦比如：车轮设计成圆形、各转动部件都要加注润滑油等等（以上两点都要求学生能具体指出它的对应部件，并说明它的物理原理）（三）认识自行车中的压强比如：车座为何设计成宽大的形状？螺丝和螺栓之间为何要增加垫片？（这个问题比较难，要鼓励学生积极回答，根据情况要适时给予表扬）（四）结合自行车的构造和交通案例，进行安全教育（1）请同学指出自行车中有关行驶安全的部件设计比如：前后车架和脚踏板上的反光镜、车铃、轮胎上的限载标志等等。

中学物理课程校本教材目录开发前言 (2)第一课过山车中的物理知识 (3)第二课自行车中的物理知识堂教学 (5)第三课体育中的物理 ............................错误!未定义书签。

0 第四课电饭锅工作原理及保养常识 ..........错误!未定义书签。

2 第五课微波炉的工作原理 ......................错误!未定义书签。

3 第六课了解冰箱的构造 . (19)第七课磁浮火车 ··································错误!未定义书签。

1 第八课超声波的应用 ····························错误!未定义书签。

4 第九课载人航天三大难题 ······················错误!未定义书签。

7开发前言物理规律现象可以说处处贯穿于我们的生活中。

而长期以来传统教学中关于物理知识的仁爱都忽略了生活这一环节，以致使许多人认为物理学而无用，因而对生活中的物理现象也就理所当然的视百不见，从而造成了实际生活与书本知识的脱离，以及探索精神的匮乏。

研究性学习自行车运动原理研究课题背景：自行车是我校上，放学最为重要的步伐工具，与我们的日常生活息息相关，在结束了高中传统办学主要部分的学习后，我们希望用科学的手段，从科学的角度探索身边这位“平常而又陌生”的伙伴。

课题的目的与意义：培养应用力学知识，探究实际问题的能力，了解身边事物的构造原理，感受人类智慧的伟大，从研究自行车出发。

体会“自然科学”就在身边的道理。

并对自行车进行比较，评价和改造。

研究过程：1．用适当的工具对自行车轮盘半径，链条长度，以及踏板离轮盘圆心距离等进行测量。

2．实际操纵自行车，注意控制变量。

3．对得出的数据进行分析，以及用图解的方式分析自行车运动。

经研究分析：自行车的原理是通过人的脚对脚蹬施加力，从而通过曲柄带动链轮的转动，链轮又通过链条带动飞轮的转动，飞轮进而后轮转动。

由于后轮与地面的摩擦力，使得后轮与地面不会相对滑动，而后轮在地面上滚动，整个车子就运动起来了。

明确自行车的构造：自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件中，其基本部件缺一不可。

其中，车架是自行车的骨架，它所承受的人和货物的重量最大。

按照各部件的工作特点，大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统：1、导向系统：由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。

乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。

2、驱动（传动或行走）系统：由脚蹬、中轴、牙盘、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。

人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不断前进。

3、制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停使、确保行车安全。

4、此外，为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了车灯，支架等部件。

研究自行车平衡：自行车的两个轮盘中心有个中心轴，转起来后，中心轴就会努力保持与地面平行。

自然界的一切都在运动，所以说运动是绝对的，而静止必须要相对于某个参考系，因而说静止是相对的。

自行车中的物理原理自行车物理原理结构刹车行进路线变速一、自行车的历史自世界上第一辆自行车问世至今已有200多年的历史了。

18世纪末，法国人西夫拉克发明了最早的自行车。

这辆最早的自行车是木制的，其结构比较简单，既没有驱动装置，也没有转向装置，骑车人靠双脚用力蹬地前行，改变方面时也只能下车搬动车子。

即使这样，当西夫拉克骑着这辆自行车到公园兜风时，在场的人也都颇为惊异和赞叹。

1817年，德国人德莱斯在法国巴黎发明了带车把的木制两轮自行车。

这是世界上第一批真正实用型的自行车。

在20世纪,亚洲的中国获得了前所未有的普及和发展。

现在中国的自行车产量、消费量、出口量均居世界第一。

中国老百姓拥有5亿多辆自行车。

年出口达到2000万辆。

从某种意义上来说，中国是一个自行车的王国。

每天清晨和落日时分，滚滚车流在中国的城市中碾动，这是最为壮观的一道风景，这是一条现代中国流动的长城。

二、自行车的基本结构自行车结构虽不复杂，但是每一部分的设计都有着丰富的物理原理。

要研究自行车，首先要研究的便是自行车的基本结构。

下面，我们通过图文结合的方式来了解下自行车的基本结构。

自行车的整体结构自行车的前端自行车的坐垫自行车的前轮自行车的后轮自行车的牙盘自行车中部的三角支架以上这些结构当中的物理原理不计其数，在这里我们举了以下三个例子：1、自行车的车座为何设计成马鞍型？答：因为这样可以增大人与车座的接触面积，减小车座对人的压强，人骑车时感到舒服，骑车不易感到疲劳。

2、车坐下的弹簧有什么作用？答：弹簧可以起到减震作用。

3、自行车的手把、脚踏板、轮胎等处，为什么会做有凹凸不平的花纹？答：这些凹凸不平的花纹可以通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦。

（具体介绍参见实验视频①）三、刹车中的物理原理在骑自行车的过程中，我们常常要用到刹车。

刹车时，刹皮与车圈间的摩擦力，会阻碍后轮的转动。

手的压力越大，刹皮对车圈的压力就越大，产生的摩擦力也就越大，后轮就转动的越慢。

骑车构造知识点归纳总结一、自行车的结构和部件1. 车架自行车的车架是由各种材料制成，包括钢铁、铝合金、碳纤维等。

它是自行车的骨架，支撑和连接其他部件。

车架的形状和结构会影响自行车的操控性能和舒适度。

2. 车轮自行车通常有两个车轮，前轮和后轮。

车轮由轮辐、轮辋和轮胎组成。

轮辐是连接轮辋和轮毂的金属杆；轮辋是轮胎固定在车轮上的部分；轮胎是与地面接触的橡胶外皮。

3. 刹车系统自行车的刹车系统通常包括前后两个刹车手柄和相应的刹车装置。

常见的刹车装置有V刹、碟刹等，它们通过摩擦力将车轮减速或停止。

4. 变速系统自行车的变速系统可以根据需要改变车轮的转速，以适应不同的路况和骑行速度。

变速系统通常包括变速手柄、换挡器和齿轮组。

5. 链条和齿轮自行车的动力传递系统由链条和齿轮组成。

骑手通过踩踏让链条转动，驱动齿轮和车轮旋转。

齿轮组的大小和数量不同会影响车轮的转速和牵引力。

6. 座椅和把手自行车的座椅和把手是骑行过程中骑手的支撑点，它们的形状和材料会影响骑行的舒适度和操控性能。

7. 前叉和避震系统前叉是连接前轮和车架的部件，它可以影响自行车的悬挂和操控性能。

一些自行车还配备了避震系统，可以减少骑行过程中的颠簸感。

8. 其他部件除了上述部件外，自行车还包括踏板、中部轴、座管、前后挡泥板等。

这些部件在不同的自行车类型和用途中可能有所不同。

二、自行车的原理和运作1. 动力传递自行车的动力传递原理是通过骑手的踩踏来让链条带动齿轮和车轮旋转。

不同的齿轮组可以提供不同的传动比，以适应不同的骑行速度和路况。

2. 转向和操控自行车的转向和操控原理是通过转向柄和前叉来控制前轮的方向。

骑手可以通过转向柄的转动来改变车轮的方向，从而实现转弯和避让。

3. 刹车原理自行车的刹车原理是通过刹车手柄控制刹车装置对车轮施加摩擦力，从而减速或停止车轮的旋转。

不同的刹车系统有不同的摩擦方式和效果。

4. 变速原理自行车的变速原理是通过变速手柄和换挡器来调整链条在不同齿轮组之间的传动，从而改变车轮的转速和牵引力。

自行车上的力学知识(一)运动和力的应用自行车的外胎,车把手塑料套,踏板套,闸把套等处均有凹凸不平的花纹以增大摩擦.刹车时,手用力握紧车闸把,增大刹车皮对车轮钢圈的压力,以达到制止车轮滚动的目的.刹车时,车轮不再滚动,而在地面上滑动,变滚动为滑动后,摩擦大大增加,所以车能够迅速制动.车的前轴,中轴及后轴均采用滚动轴承以减小摩擦,在这些部件上,人们常常加润滑油进一步减小摩擦.1.增大和减小摩擦自行车上的力学知识车的座垫下安有粗的螺旋状的弹簧,利用它的缓冲作用以减小震动.2.弹簧的减震作用自行车上的力学知识(二)压强知识的应用自行车的车胎上刻有载重量,明确告诉人们:不能超载,如车载过量,车胎受力面积不变,则车胎受到太大的压强将被压破.1.自行车负重2.车座上的物理座垫呈马鞍型,它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强,使人骑车时感到较舒适.自行车上的力学知识(三)简单机械知识的应用自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆,可增大刹车皮的拉力.另外,链轮牙盘与脚蹬,后轮与飞轮,车龙头与转轴等都是轮轴,利用它们可以省力.自行车上的力学知识(四)功和能的知识运用1,人们在骑自行车上较陡的坡时,往往走"S"形路线,这是根据功的原理.如图,坡长相当于斜面长,坡高相当于斜面高,根据功的原理:W1=W2,即FL=Gh,亦可写作:,可看出,斜面长L是斜面高h的几倍,所用的力F就是重力G的几分之一,所以,在高度h不变的情况下,斜面越长越省力,走"S"形路线是为了增大斜面长,从而能顺利上坡.自行车上的力学知识(四)功和能的知识运用2,动能和势能的相互转化骑自行车上坡前,人们往往要加紧蹬几下,使车的速度(动能)增大,"动能冲坡",以较大的动能转化为较大势能,能够较容易到达坡顶.而骑车下坡时,不用脚蹬,车速也越来越快,这是势能转化为动能,动能不断增大,所以车速也不断增大自行车上的力学知识(五)刹车和惯性自行车高速行驶特别是下坡时,不能单独用前闸刹车,否则会出现翻车事故,其原因是:前闸刹车,前轮被迫静止,而作为驱动轮的后轮车架和骑车人由于惯性还要保持原有的高速运动的趋势,这时就会以前轮与地面接触处为支点,向前翻转,造成翻车事故.自行车上的力学知识(六)测量中的应用在测量道路的长度时,可运用自行车.如24型车轮直径为0.62米,26型车轮直径为0.66米,车轮转过一圈长度为直径乘以圆周率π,得1.95米或2.07米,然后,让车沿跑道滚动,记下滚过的圈数n,则跑道长n×1.95米或n×2.07米.自行车上的力学知识(七)热膨胀知识的运用在炎热的夏天,车胎内的气不能充得太足,更不能放在烈日下曝晒,因为车胎内的空气受热急剧膨胀,压强猛增会将车胎胀破.自行车上的力学知识(八)机械能与内能的转化用打气筒给车胎打气,过一会儿,筒壁会热起来,这是因为压缩筒内气体和克服活塞与筒壁的摩擦做功,使筒壁内能增加,温度升高,所以筒壁会发热.自行车上的杠杆、轮轴①自行车上的杠杆·控制前轮转向的杠杆：自行车的车把，是省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前轮，来控制自行车的运动方向和自行车的平衡.·控制刹车闸的杠杆：车把上的闸把是省力杠杆，人们用很小的力就能使车闸以比较大的压力压到车轮的钢圈上.·支持人重和货重的杠杆、三角杠、货架、前叉、后三角杠，都是广义的杠杆，用以形成车身和承重.②自行车上的轮轴.·中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴，由脚蹬半径大于花盘齿轮半径.·自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴，手握把外的半径大于前叉轴的半径.·后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴、齿轮半径小于后轮半径.·自行车行驶速度与车轮直径的关系：常见的自行车轮的直径有559mm(22英寸)、610mm(24英寸)、660mm(26英寸)、711mm(28英寸)的，有实际经验的同学知道，骑28车比24车费力一些，但速度快，因为28车轮的半径大，轮子每转一圈走的距离长一些，故速度快，半径大使轮轴的轴半径大，故费力轮轴更费力.（一）前后轮摩擦力方面的问题在开始课题研究时，指导老师和我们提出了一个问题：“前后轮所受摩擦力方向是否一致？”我们几个人异口同声地说“不同”，但具体是什么方向，我们也说不好。

《自行车中的力学原理》教师课题总结苏享銧自行车是人们出行非常常用的一种交通工具，并且自行车运动是人们所喜爱的一种体育运动。

它里面含有大量的物理知识，特别是物理力学知识。

自行车的车架，车把，车轮，车座，轮轴，齿轮，材料，以及行驶过程所产生的摩擦力等等都含有大量的物理知识。

而这些知识一部分学生已经学过，还有一些学生还没在物理课本中学过，具有探究性，也可以弥补课堂教学中的不足。

此课题具有问题性、开放性、社会性、实践性及综合性的特点。

在这个课题下，学生有许多事情可干：如分析轻便车，载重车，男车，女车有何不同；分析自行车的基本构造和使用过程的力学知识；分析自行车速度与车轮直径的关系；分析内胎充气与气门芯的作用；分析变速车车速的原理；观察车闸（普通闸，钳形闸，触闸，抱闸，涨闸，脚闸）的工作情况；提出对刹车皮闸盘，闸盒，车圈磨损的改进意见，提出对外胎磨损的改进意见等；测量自行车的平均速度与功率等等，是一个很不错的题材。

首先自行车取材方便，很多学生都会骑，都很熟悉。

其实，从初二到高二，学生已经学习了不少了物理知识，但很多同学并不会把这些知识进行灵活地理解，应用。

想通过这次研究性学习，能激活他们学习中的知识储存，尝试把物理中所学的知识多角度，多层面地思考，研究自行车中的问题。

同时通过活动让他们能发现问题，并想办法解决问题。

能很好的培养他们的观察能力，理解能力，并在此基础上进行创新。

提供给学生一个自主学习的平台，让他们在学习中发现物理知识原来这么有用，激发他们学习物理的兴趣。

学校为此进行了有序地安排，具体时间如下：组的代码为重要，刚开始他们不知道要怎么分配任务，从哪里入手，于是我分别列了20个小题目，让他们分头去收集资料。

从学生的这次研究性活动中可以看出学生的分工越明确，目的性越强，时效性越强，小组成员均能在规定时间内完成小组长分配的任务，并作好记录。

令我感动的是这次参加研究性学习的这七个同学态度都非常认真，他们牺牲自己的课余时间，利用中午，傍晚，晚自习下课后，周末进行上网查阅、上图书馆查阅书籍、走访调查、实地研究、亲身实践并取得良好效果。

《自行车》教案通用教案：《自行车》一、教学内容本节课的教学内容选自人教版《物理》八年级上册第四章第一节“机械能”。

具体内容包括自行车的结构、工作原理以及自行车在日常生活中的应用。

二、教学目标1. 让学生了解自行车的结构及其工作原理，提高学生的物理知识应用能力。

2. 培养学生动手操作、观察思考、小组合作的能力。

3. 增强学生的环保意识，鼓励学生绿色出行。

三、教学难点与重点重点：自行车的结构及其工作原理。

难点：自行车各种部件在实际骑行过程中的作用和相互关系。

四、教具与学具准备教具：自行车模型、PPT、视频素材。

学具：笔记本、彩笔。

五、教学过程1. 情境引入（5分钟）利用PPT展示各种自行车比赛的图片，引导学生关注自行车，激发学生的学习兴趣。

同时提出问题：“自行车是如何工作的？”2. 自主学习（5分钟）学生通过阅读教材，了解自行车的结构，并在笔记本上画出自行车的简易图。

3. 小组讨论（10分钟）学生分小组，讨论自行车各个部件的作用及其在实际骑行过程中的相互关系。

各小组选代表进行汇报。

4. 教师讲解（10分钟）针对学生的讨论结果，教师进行讲解，详细阐述自行车各个部件的作用及其在实际骑行过程中的相互关系。

5. 实践操作（10分钟）学生分组进行自行车模型操作，观察自行车各部件在实际运动过程中的作用。

7. 布置作业（5分钟）作业1：绘制自行车结构图，并简要说明各个部件的作用。

作业2：结合生活实际，思考自行车的设计如何符合物理学原理。

六、板书设计自行车的结构及其工作原理1. 车架：支撑车身，承受骑行过程中的冲击力。

2. 轮胎：提供摩擦力，保证骑行稳定性。

3. 链条：连接 pedals 和 wheel，传递动力。

4. 齿轮：调节 pedals 的转速和 wheel 的速度。

5. 刹车系统：保证骑行安全。

七、作业设计作业1：绘制自行车结构图，并简要说明各个部件的作用。

答案：自行车结构图应包括车架、轮胎、链条、齿轮、刹车系统等主要部件，并简要说明各个部件的作用。

中学物理课程校本教材目录开发前言 (2)第一课过山车中的物理知识 (3)第二课自行车中的物理知识堂教学 (5)第三课体育中的物理 ............................错误!未定义书签。

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2 第五课微波炉的工作原理 ......................错误!未定义书签。

3 第六课了解冰箱的构造 . (19)第七课磁浮火车 ··································错误!未定义书签。

1 第八课超声波的应用 ····························错误!未定义书签。

4 第九课载人航天三大难题 ······················错误!未定义书签。

7开发前言物理规律现象可以说处处贯穿于我们的生活中。

而长期以来传统教学中关于物理知识的仁爱都忽略了生活这一环节，以致使许多人认为物理学而无用，因而对生活中的物理现象也就理所当然的视百不见，从而造成了实际生活与书本知识的脱离，以及探索精神的匮乏。