2025年春新教科版物理八年級下冊課件 第12章 機械能 第4節(jié) 跨學科實踐：自行車

跨學科實踐4自行車教科版八年級物理下冊情境導入自行車是簡單、方便、環(huán)保的交通工具，很多人喜歡使用它。自行車的設計、制造、使用、保養(yǎng)，處處都有物理學的身影。觀察：你見過下面的這些自行車嗎？探究新知知識點1自行車的結構山地自行車公路自行車折疊自行車場地競速自行車雙人自行車說一說它們有什么共同點？自行車主要由支撐系統(tǒng)、輪組系統(tǒng)、變速系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、避震系統(tǒng)等組成。前叉輻條輪胎輪圈剎車把手變速把手車把大梁車座座桿后上叉變速器飛輪導輪后下叉鏈條齒盤曲中柄腳蹬支撐系統(tǒng)輪組系統(tǒng)變速系統(tǒng)剎車系統(tǒng)觀察自行車中的物理知識點2自行車與物理1.觀察一輛自行車，看一看自行車上有哪些簡單的機械。想一想，這些機械有什么作用？點擊圖片播放視頻部位類型作用曲中柄杠桿省力，費距離，曲中柄長度越長，越能輕松地傳遞動力剎車把手杠桿省力，通過較小的力產(chǎn)生制動力車輪輪軸省力，減少摩擦力，提高騎行效率車把輪軸省力，輕松改變自行車前進的方向踏板輪軸費力，需要用更多的力量踩踏板，推動鏈條盤，提供了更高效的能量轉化變速系統(tǒng)斜面通過不同的齒輪搭配，輕松應對不同坡度導輪滑輪省距離，改變鏈條的方向，減少因變速時鏈條彎曲帶來的損耗螺絲與螺母螺旋省力，用較小的力就能完成緊固和調整調節(jié)螺釘螺旋費力，方便精細調整在圖中畫出自行車剎車工作時的支點、動力和動力臂、阻力和阻力臂。F1F2l1l2針對訓練觀察自行車中的物理2.觀察自行車的輪胎，看一看輪胎是由什么材料做成的。想一想，這種材料有什么優(yōu)點？為什么自行車輪胎有花紋？橡膠是自行車輪胎的主要材料。橡膠具有彈性和耐磨性，能夠有效地吸收來自路面的沖擊，增加行駛的舒適性。同時，橡膠的摩擦力較高，有助于增加抓地力和穩(wěn)定性。觀察自行車中的物理輪胎花紋可以提供抓地力：輪胎表面的花紋有助于在不同的路面條件下提供更好的抓地力，增強了車輛的穩(wěn)定性，尤其是濕滑的路面上。排水防滑：花紋設計可以幫助排出水分，降低打滑的風險。減少滾動阻力：光滑的輪胎（如公路車輪胎）可以減少阻力，提高速度，而較深的花紋（如山地車輪胎）則能更好地適應崎嶇不平的路面，犧牲一些速度換取穩(wěn)定性。觀察自行車中的物理3.觀察自行車的各種部件，想一想，哪些設計增強了騎行的舒適性？舒適的車座平穩(wěn)的剎車適當?shù)臏p震舒適的握把你還能說出哪些？觀察自行車中的物理4.觀察自行車是如何傳動的，想一想，為什么自行車比人運動得快？點擊圖片播放視頻觀察自行車中的物理自行車通過踏板、曲柄、鏈條、飛輪等傳動系統(tǒng)將人類的力量轉化為車輪的運動，使得騎行者能以較小的力氣獲得更大的速度。相較于跑步，騎自行車利用杠桿效應、減少摩擦力和風阻等優(yōu)勢，能夠達到比人跑步更高的速度。針對訓練說一說，在騎自行車時，動力是怎樣被傳到后輪的？腳蹬齒盤鏈條飛輪后輪自行車與力學在騎行過程中，自行車受到了哪些力的作用？這些力產(chǎn)生了怎樣的效果？GF支O自行車受到的支持力和重力是一對平衡力。即：G=F支，合力為0NF牽f騎行時，后輪受到向后的摩擦力與向前的牽引力自行車鈴是如何發(fā)聲的？自行車與聲學點擊播放活動1拆裝自行車知識點3圍繞自行車來探索查閱資料，了解自行車輪胎、剎車、鏈條等關鍵結構的保養(yǎng)和維修方法。嘗試在家長或老師的指導下，對自行車（或其一部分）進行拆解、保養(yǎng)、組裝與調試。用圖片、表格或文字記錄下你對自行車進行拆裝的過程?；顒?自行車主題征文與展示通過資料查閱、商店咨詢和實物研究等方式，選擇感興趣的主題寫一篇300字的小論文。參考主題：

自行車發(fā)展史

設計一輛自己的自行車（含設計圖紙）

自行車與環(huán)境保護

自行車里的簡單機械

自行車與仿生學

自行車與體能訓練

自行車與交通安全

小小自行車大用途 ······隨堂練習1.騎自行車上坡時，為什么要提前加緊蹬幾下？騎自行車上坡時加緊蹬幾下，這樣是為了增大自行車的速度，從而使自行車具有較大的動能，在上坡過程中轉化成重力勢能，達到容易上坡的目的。2.如左圖所示，為自行車動力裝置示意圖，向下踩腳踏板帶動牙盤，再通過車鏈條帶動后輪轉動，腳踏板及齒盤可看作是一個杠桿。已知作用在腳踏板上的動力為F1，請在右邊的簡化圖中畫出齒盤A點所受阻力F2及動力臂l1。AOF1F2l13.騎自行車的速度不能太快，原因是自行車的速度越大，動能就越______（選填“大”或“小”），剎車阻力相同時，剎車需要的距離就越______（選填“長”或“短”），車就越不容易停下來，容易發(fā)生危險。大長4.一名運動員騎著自行車沿著平直的水平路面勻速直線行駛了300m，用時60s，騎行過程中人和車受到的阻力為20N。求：（1）自行車的速度；（2）勻速直線行駛60s牽引力所做的功；（3）牽引力做功的功率。解：（1）自行車的速度為：（2）因為運動員騎著自行車勻速直線行駛，所以F牽引=f=20N牽引力所做的功W=Fs=20N×300m=6000