第12章機械能第4節(jié)跨學(xué)科實踐：自行車八下物理JK1.通過觀察，了解自行車的基本結(jié)構(gòu)和各部件名稱.2.認(rèn)識自行車中的簡單機械及工作原理.3.經(jīng)歷自行車拆解、保養(yǎng)、組裝與調(diào)試的實踐過程，培養(yǎng)動手操作能力.1.自行車類型常見的有普通型自行車、載重型自行車、運動型自行車、競賽型自行車、輕便型自行車、特種型自行車等.2.自行車結(jié)構(gòu)在自行車的演變過程中，最成功和持久的是其車架的三角形設(shè)計，不同類型的自行車各部件均有其特定的性能.某自行車的結(jié)構(gòu)如圖所示.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.支撐系統(tǒng)車架、前叉、車把、車座、座桿、腳蹬等輪組系統(tǒng)輪圈、輻條、花鼓、輪胎等變速系統(tǒng)變速把手、前變速器、后變速器、飛輪等剎車系統(tǒng)剎車把手、剎車線、剎車片、剎車盤等避震系統(tǒng)前叉減震器、后避震器等1.自行車上的簡單機械結(jié)構(gòu)剎車把手車把腳蹬、曲中柄與齒盤飛輪與后輪螺絲和螺帽分類杠桿輪軸輪軸輪軸斜面功能省力省力省力省距離省力2.自行車輪胎的材料輪胎采用高彈性橡膠做成，高彈性橡膠不僅能增強輪胎的耐用性，還能有效吸收震動，提升騎行的舒適度.此外，輪胎、車把手和腳踏板上的花紋設(shè)計，是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力.3.增強舒適度的部件（1）馬鞍型坐墊：自行車的坐墊設(shè)計成馬鞍型，能夠增大與人體的接觸面積，從而有效減小臀部承受的壓強.（2）前叉減震器、后避震器：減震器是自行車的重要組件，能夠減小在崎嶇的路面上騎行時的顛簸程度，并有效限制震動傳遞到騎行者的身體.（3）車座下的彈簧：在崎嶇的路面上騎行時，車座下的彈簧發(fā)生彈性形變，起到減震作用,從而提高騎行的舒適度.（4）橡膠輪胎、較低的胎壓也能夠有效過濾掉部分路面的顛簸，從而減少自行車傳遞到身體的震動.（5）腳蹬設(shè)計得較寬，是為了增大與腳的接觸面積，從而減小腳部承受的壓強，提高騎行的舒適度.4.自行車的傳動裝置在驅(qū)動系統(tǒng)中，有兩組簡單機械，即省力輪軸（中軸上的腳蹬、曲中柄與齒盤）和費力輪軸（后軸上的飛輪和后輪）.

自行車能前進(jìn)依靠的是人對腳蹬施加的力，通過鏈條傳遞到后輪.當(dāng)我們用力蹬腳蹬時，傳動裝置將力傳遞到后輪，使后輪能夠克服地面的摩擦力和其他阻力前進(jìn).當(dāng)中軸上的大齒輪轉(zhuǎn)動一圈時，它能帶動后輪的小齒輪轉(zhuǎn)動多圈，因此人每蹬一圈，車輪帶動自行車移動的距離遠(yuǎn)大于人腳蹬一圈的距離.1.拆裝自行車

通過實踐活動，熟悉工具的使用方法，并掌握拆、裝等操作技能.同時，了解自行車剎車、輪胎、鏈條等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的保養(yǎng)和維護(hù)方法.

工具：手套、扳手、螺絲刀等.拆解過程:第一步：通過上網(wǎng)查閱資料，了解自行車剎車、輪胎、鏈條等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的保養(yǎng)和維護(hù)方法.第二步:將自行車反轉(zhuǎn)并支撐好，以便進(jìn)行拆解.第三步:拆卸輪子，擰下輪軸螺絲和快速釋放器，然后取下車輪.第四步:拆卸剎車，松開剎車鉗上的螺絲和螺釘，取下剎車鉗和柔性油管.第五步:拆卸自行車的鏈條，將鏈條分離，并卸下鏈輪.組裝過程：將拆下的部件擦拭干凈，并在適當(dāng)?shù)奈恢眉由蠞櫥?，按上述拆解過程逆序安裝，并進(jìn)行調(diào)試.

通過本次實踐活動，我們在拆解和組裝自行車的過程中，深入了解了自行車的組成及各個部分的構(gòu)造，掌握了自行車的維護(hù)和保養(yǎng)方法.在操作過程中，正確使用工具（如扳手，螺絲刀）至關(guān)重要，不當(dāng)使用可能導(dǎo)致零件損壞.此外，需特別注意安裝的順序，以確保自行車組裝完畢后能正常使用.2.自行車主題征文與展示（僅供參考）自行車設(shè)計中運用了多種仿生學(xué)原理，包括：（1）人體工學(xué)設(shè)計：車座和把手的位置根據(jù)人體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，提高了騎行的舒適度.（2）運動模仿：踏板系統(tǒng)模仿腿部的自然運動，如走路和跑步，確保能量高效轉(zhuǎn)化為動力.（3）空氣動力學(xué)：車架和車輪采用流線型設(shè)計，旨在減少空氣阻力，提高速度.這一設(shè)計靈感來自于鳥類和魚類的形態(tài).（4）震動控制：懸掛系統(tǒng)借鑒動物關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，以吸收路面震動，提升騎行的舒適度.（5）材料使用：采用輕量化材料，如碳纖維，模仿生物結(jié)構(gòu)，保持車體的輕便和堅固.（6）自適