自行車的科學市公開課金獎市賽課一等獎課件

猜謎語：“小毛驢真輕巧，不喝油來不吃草，光有骨架沒有毛，有些人騎它它就跑?！彼鞘裁?？自行車第1頁自行車的科學第2頁自行車是一種怎樣的交通工具第3頁

自行車，又稱腳踏車或單車，通常是二輪小型陸上車輛。人騎上車后，以腳踩踏板為動力，是綠色環(huán)境保護交通工具。英文在日本稱為“自耘車”；在中國大陸、臺灣、新加坡，通常稱其為“自行車”或“腳踏車”；在港澳則通常稱其為“單車自行車第4頁自行車起源

18世紀末，法國人西夫拉克創(chuàng)造了最早自行車。這輛最早自行車是木制，它結(jié)構(gòu)比較簡單，既沒有驅(qū)動裝置，也沒有轉(zhuǎn)向裝置，騎車人靠雙腳用力蹬地前行，改變方向時也只能下車搬動車子。即使這么，當西夫拉克騎著這輛自行車到公園，刮風時，在場人也都頗為驚異和贊嘆。

世界上第一批真正實用型自行車出現(xiàn)于19世紀初。第5頁自行車發(fā)展史1791年，法國人西弗拉克創(chuàng)造了最原始自行車（只有兩個輪子而沒有傳動裝置——需用兩腳蹬地驅(qū)車向前滾動）18，俄國人阿爾塔馬諾夫設計出世界上第一輛用踏板踩動自行車18德國人德雷斯在自行車上裝了方向舵，使其能改變行使方向。1839年，蘇格蘭人麥克米倫制造出木制車輪（裝實心橡膠輪胎、前輪小、后輪大、坐墊較低、裝有腳踏板和曲柄連桿裝置——騎者能夠雙腳離開地面自行車）；同年，麥克米倫又將木制自行車改為鐵制自行車1867年，英國人麥迪遜設計出第一輛裝有鋼絲輻條自行車1869年德國斯圖加特出現(xiàn)了由后輪導向和驅(qū)動自行車，同時車上采取了滾動軸承、飛輪、腳剎、彈簧等部件1886年英國人詹姆斯把自行車前后輪改為大小相同，并增加了鏈條，使其車型與當代自行車基本相同1887年，德國曼內(nèi)斯企業(yè)將無縫鋼管首先用于自行車生產(chǎn)1888年英國人鄧洛普用橡膠制造出內(nèi)胎，用皮革制造出外胎，，以次作為自行車充氣輪胎——基本奠定了當代自行車雛形第6頁第7頁自行車是簡單、方便、環(huán)境保護交通工具，很多人喜歡使用它。第8頁分析自行車的結(jié)構(gòu)第9頁自行車結(jié)構(gòu)

1、車體部分：包含車架、前叉、車把、鞍座和前叉合件等，是自行車主體。自行車(20張)傳動部分包含腳蹬、曲柄、鏈輪、鏈條、中軸和飛輪等，由人力踩動腳蹬，經(jīng)過以上傳動件帶動車輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)車前行。

2、行動部分：即前后車輪、包含前后軸部件、輻條、輪輞（車圈）、輪胎等。

3、安全裝置：包含制動器（車閘）、車燈、車鈴、反射裝置等。依據(jù)需要，還可增加一些附件，如支架、衣架、保險叉、擋泥板、氣筒等。另外，裝有變速機構(gòu)運動車、競賽車、山地車等還裝有變速控制器和前后撥鏈器等。第10頁自行車結(jié)構(gòu)第11頁車把剎車裝置腳踏板大齒輪小齒輪輪子第12頁第13頁自行車的圖片第14頁第15頁了解自行車發(fā)展歷史1791年，法國西夫拉克伯爵創(chuàng)造用雙足蹬踩地面前進兩個木輪車，時稱木馬輪（圖1）第16頁在1791年夏，孔特·德·希拉克創(chuàng)造了“滾動木馬”，又稱之為“快行腳”。第17頁1839年，蘇格蘭人麥克米倫制造出木制車輪騎者能夠雙腳離開地面自行車。同年，麥克米倫又將木制自行車改為鐵制自行車。第18頁發(fā)展歷史年表（1）

1770年法國人西夫拉克創(chuàng)造了最原始自行車。它只有兩個輪子而沒有傳動裝置，人騎在上面，需用兩腳蹬地驅(qū)車向前滾動。18俄國人阿爾塔馬諾夫設計出世界上第一輛用踏板踩動自行車。18德國人德雷斯在自行車上裝了方向舵，使其能改變行使方向。18德國人德萊斯開始制作木輪車，樣子跟西夫拉克差不多。不過，在前輪上加了一個控制方向車把子，能夠改變前進方向.不過騎車依然要用兩只腳，一下一下地蹬踩地面，才能推進車子向前滾動，他自稱為：小馬崽。所以德國男爵卡爾德萊斯成為普通公認自行車創(chuàng)造人！1839年以前，蘇格蘭人麥克米倫制造出木制車輪，裝實心橡膠輪胎、前輪小、后輪大、坐墊較低、裝有腳踏板和曲柄連桿裝置，騎者能夠雙腳離開地面自行車。同年，麥克米倫又將木制自行車改為鐵制自行車。

第19頁發(fā)展歷史年表（2）

1840年英格蘭鐵匠麥克米倫，在德萊斯創(chuàng)造“小馬崽”基礎上，進行了改進。他在前輪車軸上裝上曲柄，再用連桿把曲柄和前面腳蹬連接起來，而且前后輪都用鐵制。這么一來，人雙腳真正離開了地面，由雙腳交替踩動變?yōu)檩喿訚L動。1842年，麥克米倫騎上這種車，一天跑了近20千米。

1861年以后，法國米肖父子。在前輪上安裝了能轉(zhuǎn)動腳蹬板，車子鞍座架在前輪上面。他們把這輛車冠以“自行車”雅名，并1867年在巴黎博覽會上層出，讓觀眾大開眼界，曾一度掀起自行車熱。不過因高度關系上下車及下坡時十分危險輕易跌倒以及存在危險性又把鞍座改為固定在車架上。

1867年英國人麥迪遜設計出第一輛裝有鋼絲輻條自行車。

第20頁發(fā)展歷史年表（3）

1869年英國雷諾首先用輻條來拉緊輪輞，用鋼管制成車架，并首先在輪輞上裝上了實心橡膠帶，使自行車重量大大減輕。德國斯圖加特出現(xiàn)了由后輪導向和驅(qū)動自行車，同時車上采取了滾動軸承、飛輪、腳剎、彈簧等部件。

1874年真正含有當代化形式自行車誕生。英國人勞森在自行車上別出心裁地裝上鏈條和鏈輪，用后輪轉(zhuǎn)動來推進車子前進。但依然不夠協(xié)調(diào)與穩(wěn)定。

1886年英國機械工程師斯塔利，從機械學、運動學角度設計出了新自行車樣式，裝上前叉和車閘，使用滾子軸承，前后輪大小同，以保持平衡，并用鋼管制成了菱形車架，還首次使用了橡膠車輪。顯著地提升了自行車騎行性能。斯塔利不但改進了自行車結(jié)構(gòu)，還改制了許多生產(chǎn)自行車部件用機床，為自行車大量生產(chǎn)和推廣應用開辟了寬敞道路，所以他被后人稱為“自行車之父”。他所設計自行車車型與今天自行車樣子已經(jīng)基本一致了。英國人詹姆斯把自行車前后輪改為大小相同，并增加了鏈條，使其車型與當代自行基本相同。

第21頁發(fā)展歷史年表（4）1887年德國曼內(nèi)斯企業(yè)將無縫鋼管首先用于自行車生產(chǎn)。1888年愛爾蘭獸醫(yī)鄧洛普，從醫(yī)治牛胃氣膨脹中得到啟示，將自家花園用來澆水橡膠管粘成圓形并打足氣裝在自行車上，這是充氣輪胎開端。從此，基本奠定了當代自行車雛形。充氣輪胎是自行車發(fā)展史上一個劃時代創(chuàng)舉不但從根本上改變了自行車騎行性能，也處理了自行車多年來最令人難受震動問題，同時更把自行車速度又推進了許多。而且完善了自行車使用功效。從1791年到1888年自行車創(chuàng)造和改進，經(jīng)歷了近1中這些創(chuàng)造者不懈奮斗。從此，基本奠定了當代自行車雛形。時至今日，自行車已成為全世界人們使用最多，最簡單，最實用交通工具。可能人們應該永遠記住這些自行車創(chuàng)造者們，他們名字，絲毫不亞于汽車創(chuàng)造者卡爾.本茨。

第22頁發(fā)展歷史年表（5）

1925年以后世界自行車產(chǎn)量已達200萬輛，其中英國占50%，成為當初主要輸出國。其后自行車得到廣泛發(fā)展，結(jié)構(gòu)上也有了改進和提升。第二次世界大戰(zhàn)后，汽車工業(yè)高速發(fā)展，自行車生產(chǎn)受到影響。但到70年代，因為出現(xiàn)能源危機，世界上再次出現(xiàn)自行車熱，自行車生產(chǎn)又得到飛速發(fā)展。至80年代，全世界自行車產(chǎn)量已超出八千萬輛，中國及臺灣地域、日本、美國和西歐成為世界自行車生產(chǎn)中心。第23頁第24頁第25頁自行車是簡單、方便、環(huán)境保護交通工具，很多人喜歡使用它。第26頁自行車種類

自行車種類很多。大致分為公路自行車、山地自行車、場地自行車、小輪車、技巧車等。普通來說,玩小輪車、技巧車與滑板、滾軸有許多相同之處,在青少年中很流行。對于以外出旅行為目標人來說,依所去地點不一樣,普通選擇公路車、山地車和旅行車三種。公路自行車輪胎窄而薄、車身輕便、檔位靈活準確,車速快；山地自行車車身堅固、剎車靈、減震性好；旅行自行車介于公路車和山地車之間,樣子像山地車,但輪子比山地車細,比較輕便。第27頁生活中你都見過那些自行車？第28頁伸縮折疊車第29頁城市休閑旅游車第30頁雙人自行車第31頁自行車種類

普通自行車變速自行車第32頁山地自行車公路自行車第33頁第34頁第35頁第36頁第37頁第38頁第39頁第40頁

變速公路賽車第41頁

變速山地車第42頁1.節(jié)能環(huán)境保護，無需燃料。2.強身健體，益壽延年。3.操作方便，老少皆宜。4.低速平穩(wěn)，安全可靠等。

騎自行車好處。你如何倡導人們騎自行車？第43頁認識自行車科學原理第44頁他們在干什么？第45頁車座尾燈車把腳蹬前后剎把套車輪外胎車輪外胎滾珠大齒輪小齒輪第46頁都有哪些簡單機械？第47頁自行車中簡單機械利用機械及力部位（或部件）

杠桿

剎車把手

斜面

螺絲釘

齒輪

前、后齒輪

輪軸

踏板

彈性

坐墊

摩擦力

外車胎、剎車片

……

……

第48頁尋找自行車上簡單機械原理應用應用機械位置應用機械類型應用機械起什么作用車把輪軸輕松控制方向腳蹋板與齒輪輪軸省力剎車杠桿省力大車輪與小車軸輪軸加緊速度大齒輪與小齒輪輪軸提升轉(zhuǎn)速螺絲與螺帽斜面省力第49頁簡單機械知識應用1、省力杠桿2、輪軸：能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動杠桿第50頁車座墊下安有粗螺旋狀彈簧，利用它緩沖作用以減小震動。第51頁自行車包含哪些簡單機械？答：1.剎車把手利用是杠桿。2.螺絲釘利用是斜面。3.前后齒輪利用是齒輪。4.踏板利用是輪軸。第52頁研究變速自行車變速是怎樣發(fā)生。第53頁斜面原理

人們在騎自行車上較陡坡時，往往走“S”形路線，這么能夠更省力。第54頁車前軸、中軸及后軸均采取滾動軸承人們經(jīng)常加潤滑油深入減小摩擦1．增大摩擦：凹凸不平花紋剎車時，手用力握緊車閘把，變滾動為滑動2、減小摩擦：摩擦力第55頁①改變物體間壓力大?、诟淖兾矬w間接觸面粗糙程度③滑動摩擦與滾動摩擦之間相互轉(zhuǎn)變④是否加潤滑油（充氣等）改變摩擦大小的方法有：第56頁例1、以下實例中，為了減小摩擦是()A、停車時緊捏剎車把，增大壓力B、自行車龍頭把手中刻有紋路C、經(jīng)常往鏈條上加潤滑油

D、剎車皮緊貼車輪，變滾動為滑動C第57頁自行車防銹知識你知道物質(zhì)生銹條件嗎?自行車是怎樣防銹?第58頁第59頁

測量一下，轉(zhuǎn)動自行車大齒輪一圈，會帶動后輪小齒輪轉(zhuǎn)動多少圈？轉(zhuǎn)動小齒輪多少圈，才會使大齒輪轉(zhuǎn)一圈？注意安全，不要軋了手指啊！第60頁把我們發(fā)覺寫下來：大齒輪帶動小齒輪，轉(zhuǎn)動速度變

。小齒輪帶動大齒輪，轉(zhuǎn)動速度變

。快慢第61頁自行車是常見交通工具，想一想，自行車是利用什么原理前進？第62頁自行車是利用齒輪和鏈條行進的第63頁腳踏車上有大、小齒輪組合，它們以鏈條相連，使大齒輪能夠帶動小齒輪。仔細觀察，大、小齒輪轉(zhuǎn)動方向一樣嗎？大齒輪小齒輪鏈條腳踏板第64頁腳踏車上鏈條能夠?qū)⒁粋€齒輪轉(zhuǎn)動傳給另一個齒輪，而使得兩個分開齒輪能夠同時轉(zhuǎn)動。齒輪再帶動輪子轉(zhuǎn)動，所以腳踏車就能夠前進。

第65頁主要結(jié)構(gòu)：齒輪、鏈條。第66頁齒輪式傳送自行車.第67頁鏈條式傳送自行車.第68頁踩動腳踏板后，會跟著轉(zhuǎn)動依次是、、和

……小齒輪：

小齒輪轉(zhuǎn)動會帶動后車輪運轉(zhuǎn)

大齒輪鏈條小齒輪后車輪腳踏板：

帶動大齒輪轉(zhuǎn)動鏈條：

大齒輪動力借著鏈條傳給后齒輪第69頁

變速自行車上大齒輪有幾個？小齒輪有幾個？研究一下變速是怎樣發(fā)生。第70頁

鏈條工作原理：經(jīng)過鏈條位移、速度、加速度來形成一定軌跡，從而使鏈條滾輪中心運動軌跡與理論軌跡重合。第71頁齒輪工作原理：鏈輪由動輪和繞在鏈輪上鏈條組成。齒輪上制有特殊齒形齒.工作原理是依靠輪齒與鏈節(jié)嚙合傳遞運動和動力。第72頁

鏈條傳動和齒輪傳動相比缺點：鏈條磨損變形速度更加快，使用噪音更高，傳動功率和傳動速度較低。第73頁課堂練習大齒輪帶動小齒輪時，轉(zhuǎn)動速度變（），小齒輪帶動大齒輪時，轉(zhuǎn)動速度變（）。、假如大齒輪是32個齒，小齒輪是16個齒，那么大齒輪轉(zhuǎn)一圈，小齒輪轉(zhuǎn)（）圈快慢2第74頁現(xiàn)腳踏車動用了數(shù)種簡單機械，介紹以下：（1）杠桿：腳踏車把手利用杠桿來控制方向，剎

車握柄利用杠桿來傳送力量。

（2）輪軸：踏板、曲柄和大鏈輪之間，以及小鏈

輪和后車輪之間，都利用輪軸原理來

傳達力量。

（3）齒輪：大鏈輪經(jīng)由鏈條帶動小鏈輪，是就用

齒輪帶動方式。

（4）螺旋：利用螺絲釘（斜面）來固定各部分。

第75頁1、大齒輪帶動小齒輪時，轉(zhuǎn)動速度變；小齒輪帶動大齒輪時，轉(zhuǎn)動速度變。2、自行車是依靠和人力量前進。3、假如大齒輪是32個齒，小齒輪是16個齒，那么大齒輪轉(zhuǎn)一圈，小齒輪轉(zhuǎn)圈。自行車上簡單機械快慢鏈條和兩個齒輪2第76頁1、“只要在宇宙中給我一個支點，我能用一根長長棍子把地球撬起來。”這話是（）說。A、牛頓B、阿基米德C、亞里士多德2、以下相關支點位置說法，正確是（）。A、支點必須在力點、重點之間B、支點一定在杠桿一端

C、支點能夠在力點、重點之間也能夠不在兩個力作用點之間3、自行車中軸上大鏈輪轉(zhuǎn)動經(jīng)過（）把動力傳遞到后軸小鏈輪。

A、皮帶B、杠桿C、鏈條CBC第77頁自行車上簡單機械連線腳蹬子斧頭撬棍旗桿頂端輪子盤山公路把手剎車車輪和車軸車后架上彈簧夾車鈴按鈕杠桿輪軸滑輪斜面第78頁判斷1、自行車只利用了一個簡單機械原理。（）2、自行車中不存在滑輪原理。（）3、只要使用輪軸都能省力。（）4、杠桿支撐點離物體越近，離用力點越遠時越省力。（）5、用力點、阻力點只能分別作用在杠桿支點兩側(cè)。（）6、斜面有省力作用，坡度越大越省力。（）7、自行車前進時腳蹬子上齒輪必定比后輪上齒輪轉(zhuǎn)得快（）8、自行車車胎上花紋是為了增加與地面之間摩擦力（）√××√×××√第79頁

將自行車