2025年春新教科版物理八年级下册课件 第12章 机械能 第4节 跨学科实践-自行车

第12章机械能第4节跨学科实践：自行车八下物理JK1.通过观察，了解自行车的基本结构和各部件名称.2.认识自行车中的简单机械及工作原理.3.经历自行车拆解、保养、组装与调试的实践过程，培养动手操作能力.1.自行车类型常见的有普通型自行车、载重型自行车、运动型自行车、竞赛型自行车、轻便型自行车、特种型自行车等.2.自行车结构在自行车的演变过程中，最成功和持久的是其车架的三角形设计，不同类型的自行车各部件均有其特定的性能.某自行车的结构如图所示.自行车主要由支撑系统、轮组系统、变速系统、刹车系统、避震系统等组成.支撑系统车架、前叉、车把、车座、座杆、脚蹬等轮组系统轮圈、辐条、花鼓、轮胎等变速系统变速把手、前变速器、后变速器、飞轮等刹车系统刹车把手、刹车线、刹车片、刹车盘等避震系统前叉减震器、后避震器等1.自行车上的简单机械结构刹车把手车把脚蹬、曲中柄与齿盘飞轮与后轮螺丝和螺帽分类杠杆轮轴轮轴轮轴斜面功能省力省力省力省距离省力2.自行车轮胎的材料轮胎采用高弹性橡胶做成，高弹性橡胶不仅能增强轮胎的耐用性，还能有效吸收震动，提升骑行的舒适度.此外，轮胎、车把手和脚踏板上的花纹设计，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.3.增强舒适度的部件（1）马鞍型坐垫：自行车的坐垫设计成马鞍型，能够增大与人体的接触面积，从而有效减小臀部承受的压强.（2）前叉减震器、后避震器：减震器是自行车的重要组件，能够减小在崎岖的路面上骑行时的颠簸程度，并有效限制震动传递到骑行者的身体.（3）车座下的弹簧：在崎岖的路面上骑行时，车座下的弹簧发生弹性形变，起到减震作用,从而提高骑行的舒适度.（4）橡胶轮胎、较低的胎压也能够有效过滤掉部分路面的颠簸，从而减少自行车传递到身体的震动.（5）脚蹬设计得较宽，是为了增大与脚的接触面积，从而减小脚部承受的压强，提高骑行的舒适度.4.自行车的传动装置在驱动系统中，有两组简单机械，即省力轮轴（中轴上的脚蹬、曲中柄与齿盘）和费力轮轴（后轴上的飞轮和后轮）.

自行车能前进依靠的是人对脚蹬施加的力，通过链条传递到后轮.当我们用力蹬脚蹬时，传动装置将力传递到后轮，使后轮能够克服地面的摩擦力和其他阻力前进.当中轴上的大齿轮转动一圈时，它能带动后轮的小齿轮转动多圈，因此人每蹬一圈，车轮带动自行车移动的距离远大于人脚蹬一圈的距离.1.拆装自行车

通过实践活动，熟悉工具的使用方法，并掌握拆、装等操作技能.同时，了解自行车刹车、轮胎、链条等关键结构的保养和维护方法.

工具：手套、扳手、螺丝刀等.拆解过程:第一步：通过上网查阅资料，了解自行车刹车、轮胎、链条等关键结构的保养和维护方法.第二步:将自行车反转并支撑好，以便进行拆解.第三步:拆卸轮子，拧下轮轴螺丝和快速释放器，然后取下车轮.第四步:拆卸刹车，松开刹车钳上的螺丝和螺钉，取下刹车钳和柔性油管.第五步:拆卸自行车的链条，将链条分离，并卸下链轮.组装过程：将拆下的部件擦拭干净，并在适当的位置加上润滑油，按上述拆解过程逆序安装，并进行调试.

通过本次实践活动，我们在拆解和组装自行车的过程中，深入了解了自行车的组成及各个部分的构造，掌握了自行车的维护和保养方法.在操作过程中，正确使用工具（如扳手，螺丝刀）至关重要，不当使用可能导致零件损坏.此外，需特别注意安装的顺序，以确保自行车组装完毕后能正常使用.2.自行车主题征文与展示（仅供参考）自行车设计中运用了多种仿生学原理，包括：（1）人体工学设计：车座和把手的位置根据人体结构进行设计，提高了骑行的舒适度.（2）运动模仿：踏板系统模仿腿部的自然运动，如走路和跑步，确保能量高效转化为动力.（3）空气动力学：车架和车轮采用流线型设计，旨在减少空气阻力，提高速度.这一设计灵感来自于鸟类和鱼类的形态.（4）震动控制：悬挂系统借鉴动物关节的结构，以吸收路面震动，提升骑行的舒适度.（5）材料使用：采用轻量化材料，如碳纤维，模仿生物结构，保持车体的轻便和坚固.（6）自适