《运动与设计》PPT课件

一个物体在另一个物体 表面运动时，总是有摩擦力 伴随着。它对于我们有害还 是有利的？ 哪些地方要增大摩擦呢 ? 哪些地方要减小摩擦呢 ? 为了使自行车骑行方 便、安全，设计师们进行 了精心的设计。下面就让 我们一起来找一找： 自行 车上的好设计！ 后轮 前轮 小齿轮 链条 中轴大链盘 刹车 脚蹬 后轴 前轴 自行车与运动关系最密切的部件 前、后轮子，后轮轴上的小齿轮，链条， 中轴大链盘，脚蹬、刹车等 自行车运动哪些地方，需要摩擦力，是用什 么方法增加摩擦力的？ 前、后轮子 脚蹬 刹车： 做花纹使表面粗糙 增加压力的方法 自行车运动哪些地方不需要摩擦力，是用什 么方法减少摩擦力的？ 前轴 中轴 后轴 脚蹬子轴 大小齿轮与链条 用滚珠轴承、加润 滑油 加滚珠 自行车上的摩擦知识 自行车外胎为什么要有凸凹不平的 花纹？ 摩擦力的大小跟两个因素有关： 压力的大小、接触面的粗糙程度。压 力越大，摩擦力越大；接触面越粗糙， 摩擦力越大。自行车外胎有凸凹不平 的花纹，这是通过增大自行车与地面 间的粗糙程度，来增大摩擦力的，其 目的是为了防止自行车打滑。 刹车以后，自行车为何能停止？ 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。如果完全刹死，这时后 轮与地面之间的摩擦就变为滑动摩 擦力（原来为滚动摩擦，方向向 前），方向向后，阻碍了自行车的 运动，因此就停下来了。 自行车哪些地方安有钢珠？为什么安 钢珠？ 在自行车的前轴、中轴、后轴、车 把转动处，脚蹬转动处等地方，都安有 钢珠。 人们骑自行车总是希望轻松、灵活、 省力。而用滚动代替滑动就可以大大减 小摩擦力，因此要在自行车转动的地方 安装钢珠，我们可以经常加润滑油，使 接触面彼此离开，这样就可以使摩擦力 变得更小。 自行车的雏形 1790年，有个 法国 人名叫 西夫拉克 ，他特别爱动 脑 筋 。有一天，他行走在巴黎的一条街道上，因为前一天下 过雨，路上积了许多雨水，很不好走。突然，一辆四轮 马 车 从身后滚滚而来，那条街比较狭窄，马 车 又很宽，西夫 拉克躲来躲去幸而没有被车撞倒，还是被溅了一身泥巴和 雨水。马车走远了，他还呆呆地站在路边，他在想：路这 么窄，行人又那么多， 为什么不可以把马车的构造改一 改呢？应当把马车顺着切掉一半，四个 车轮 变成前后两个 车轮 他这样一想，回家就动手进行设计。经过反复试 验， 1791年第一架代步的“木马轮”小车造出来了。这 辆最早的自行车是木制的，它的结构比较简单，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， 改变方向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。 1816年，在 德国 有个看林人名叫德莱 斯，他每天从 村东的这一片树林，走到村西的另一片树林，年年如此。 他想：如果人坐在车子上，走走停停， 随心所欲 ，不是很 潇洒吗？ 德莱斯 开始制作木轮车，样子跟 西夫拉克 造的差 不多。不过，在前轮上加了一个控制方向的车把子，以改 变前进的方向。但是骑车时依然要用两只脚，一下一下地 蹬踩地面，才能推动车子向前滚动。当德莱斯骑车出门试 验的时候，一路上遭到不少人的嘲笑。尽管如此，他还是 十分喜欢自己创作的这架“可爱的小 马崽 ”。一次德莱斯 在骑车闲逛时开过来一辆 马车 ，车夫嘲笑他说他的车慢， 于是他就和车夫说：“你信不信我的车比你的马车还快” 于是他们两个打了个赌。路程是从村东到村西的一个来回， 结果德莱斯比车夫整整快了 1个多小时。 1840年， 英格兰 的铁匠 麦克米伦 ，弄到了一 辆破旧的“可爱的小 马崽 ”。他在后轮的 车轴 上 装上 曲柄 ，再用连杆把 曲柄 和前面的 脚蹬 连接起 来，并且前后轮都用铁制的，前轮大，后轮小。 当骑车人踩动脚蹬，车子就会自行运动起来，向 前跑去。因此而被 警察 抓住，并处以 罚款 。其罪 名是“野蛮骑车”。 1861年，法国的米肖父子，原本职业是马车 修理匠，他们在前轮上安装了能转动的脚蹬板； 车子的鞍座架在前轮上面，这样除非骑车的技术 特别高超，否则就抓不稳车把，会从车子上掉下 来。他们把这辆两轮车冠以“自行车”的雅名， 并于 1867年在巴黎博览会上展出，让观众大开眼 界。 1869年， 英国 的 雷诺 看了法国的自行 车之后，觉得车子太笨重了，开始琢磨如 何把自行车做得轻巧一些。他采用钢丝辐 条来拉紧车圈作为车轮；同时，利用细钢 棒来制成 车架 ，车子的前轮较大，后轮较 小。从而使自行车自身的重量减小一些。 从西夫拉克开始，一直到雷诺，他们制作 的 5种型式的自行车都与现代自行车的差 别较大。 真正具有现代形式的自行车是在 1874年诞生 的。 英国 人 罗松 在这一年里，别出心裁地在自行 车上装上了 链条 和 链轮 ，用后轮的转动来推动车 子前进。但仍然是前轮大，后轮小，看起来不够 协调，不稳定。 1886年，英国的 约翰 .k.斯塔利 ， 是一位机械 工程师 ，从机械学，运动学的角度设 计出了新的自行车样式，为自行车装上了前叉和 车闸，前后轮的大小相同，以保持平衡，并用 钢 管 制成了菱形车架，还首次使用了 橡胶 的车轮。 斯塔利不仅改进了自行车的结构，还改制了许多 生产自行车部件用的机床，为自行车的大量生产 利推广应用开辟了宽阔的前景，因此他被后人称 为“ 自行车之父 ”。斯塔利所设计的自行车车型 与今天自行车的样子基本一致了。 1888年， 爱尔兰 的兽医邓洛普，从医治牛胃 气膨胀中得到启示，他把家中花园里用来浇水的 橡胶管粘成圆形，打足了气，装在自行车轮子上， 前往参加骑 自行车比赛 ，居然 名列前茅 ，引起了 人们极大的兴趣。充气 轮胎 是自行车发展史上一 个划时代的创举，它增加了自行车的弹性，不会 因路面不平而震动；同时大大地提高了行车速度， 增大了车轮与路面的摩擦力。这样，就根本上改 变了自行车的 骑行 性能，完善了自行车的使用 功 能 。同样是 1888年，英国 考文垂 市的约翰 .k.斯塔 利生产出了第一辆现代自行车 “安全”自行 车。其主要特点是采用菱形车架，使得车身有更 高的刚度和强度，后轮用链条驱动，并通过前叉 直接把握方向。 最早的自行车 最早的自行车的设计大约在 1793年，由法国人西夫拉克完成 的。当时这辆自行车还很不完善。 最大的自行车 1989年 6月 4日，美国的戴 夫 摩尔制造的一辆自行车高 3.4 米，车轮直径 3.05米。如果以车 轮直径大小算，这是世界上最大 的自行车。 最长的自行车 1988年 2月 27日， 新西兰 的坦 利 塞斯曼设计并制造了一辆自行车 长 22.24米，由 4个人骑乘。 最贵的自行车 来自 北欧 的 Arumania推出了全 球最贵之一的单车，使用了 600颗 Swarovski的水晶，车身镀上纯金 （纯金是指 24K金，也就是说它的含 金量是 100%），定价 117000欧元。 最贵的山地自行车 英国的 斯蒂夫 公司生产了一种山地自行 车，由自己国家和美国、意大利、日本生产 的最贵零件组装。价格 12025美元，合人民 币 9万多元。 最小的双人自行车 法国的雅克 比尤制造的一辆双人自行车， 只有 36厘米长。 最大的三轮自行车 1998年 7月，美国的 16名大学生设计了 一辆三轮自行车，车高 7.13米，后轮直径 2.23米，前轮直径 4.67米。