A. 請以自行車為例，分析各部位使用了哪些簡單機械，其作
自行車的踏腳用到了杠桿原理。以飛輪的輪軸為支點，用較長的鐵桿來轉動鏈條上的飛輪，可以省力。踏腳飛輪上用到了齒輪，以防止鏈條打滑。 自行車上的鏈條與車子的後輪之間也採用了齒輪傳動。並且應用了比踏腳飛輪更小的齒輪，可以節省踏腳所用的力，同時，還提高了自行車後車輪運轉時的速度。自行車的剎車系統也用到了杠桿原理。以車把上的剎車柄的轉折關節為支點，起到了省力的作用。想停住自行車，一個人拉都有點困難，但這么一捏，馬上能停住。 自行車中的物理知識 一、力學知識 1．摩擦方面 （1）自行車輪胎、車把套、腳踏板以及剎車塊處均刻有一些花紋，並且使用摩擦大的材料，增大摩擦力。 （2）車軸處經常上一些潤滑油，以減小接觸面粗糙程度，來減小摩擦力。 （3）所有車軸處均有滾珠，變滑動摩擦為滾動摩擦，來減小摩擦。 （4）剎車時，用力捏緊車閘，以增大剎車塊與車圈之間的壓力，從而增大摩擦力。 （5）緊蹬自行車前進時，後輪受到的摩擦力方向向前，是自行車前進的動力，前輪受到的摩擦力方向向後，是自行車前進的阻力；自行車靠慣性前進時，前後輪受到的摩擦力方向均向後，這兩個力均是自行車前進的阻力。 2．簡單機械 （1）自行車剎車手閘是一個省力杠桿，車後坐的載物夾也是杠桿。腳踏和中軸大齒輪組成一個省力輪軸，後輪上小齒輪和後輪組成一個費力輪軸。車把和前叉也構成省力輪軸。 （2）自行車上坡走S形路線，相當於增加了斜面的長，可以省力，使上坡更容易。 3．運動方面 （1）自行車的速度約為（3-5）m/s。 （2）以樹木為參照物，自行車是運動的；以樹木為參照物，自行車是向後退的。 4．壓強方面 （1）一般情況下，充足氣的自行車前、後輪胎著地總面積大約為S＝100cm2，當一普通的成年人騎自行車前進時，自行車對地面的壓力大約為F＝（600N+250N）＝850N，可以計算出自行車對地面的壓強約為8．5×104Pa。 （2）自行車的車座較寬大，可以增大人與車座的接觸面積，減小對人的壓強，人騎座時感到舒服。 （3） 在車軸擰螺母處要加一個墊圈，來增大受力面積，以減小壓強。 （4）自行車的腳踏板做得扁而平，來增大受力面積，以減小它對腳的壓強。 （5）自行車的內胎要充夠足量的氣體，在氣體的體積、溫度一定時，氣體的質量越大，壓強越大。 5．慣性方面 （1）當人騎自行車前進時，停止蹬自行車後，自行車仍然前進，是由於它具有慣性。 （2）當人騎自行車前進時，若緊急剎車，一般情況下要先捏緊後剎車，然後再捏緊前剎車，或者前後一起捏緊，這樣做是為了防止人由於慣性而向前飛出去。 6．能量轉化方面 （1）當人騎自行車下坡時，速度越來越快，是由於下坡時人和自行車的重力勢能轉化為人和自行車的動能。 （2）當人騎自行車上坡之前要緊蹬幾下，目的是增大速度，來增大人和自行車的動能，這樣上坡時動能轉化為重力勢能，能上得更高一些。 （3）自行車的車支架上掛有一個彈簧，在它彈起時，彈簧的彈性勢能轉化為動能，車支架自動彈起。 （4）自行車在不平的路面騎行時，車坐下被壓縮的彈簧產生彈力，彈簧的彈性勢能轉化為動能，彈簧起到減震作用。 二、聲學知識 （1）自行車的金屬車鈴發聲是由於鈴蓋在不停的振動。 （2）自行車有些部位零件松動時，騎行時引起振動發生。 三、熱學知識 （1）在夏天自行車輪胎內的氣體不能充得太足，是為了防止自行車爆胎，因為對於質量、體積一定的氣體，當溫度越高，壓強越大，當壓強達到一定程度時，若超過了輪胎的承受能力，就會發生爆胎的情況。 （2）用打氣筒給自行車車胎打氣時，不一會兒氣筒壁就會熱起來，是因為打氣筒的活塞壓縮氣體做功，氣體內能增加，氣體內能傳給筒壁，使筒壁溫度升高。同時打氣過程也是克服活塞和筒壁摩擦力做功過程，也使筒壁內能增加，溫度升高。 四、光學知識 自行車的後面都裝有一個反光鏡，它是由許多角反射器組成的。當有光線從任意角度射向尾燈時，它都能把光「反向射回」。在夜間，當汽車燈光照到它前方的自行車尾燈上，無論入射方向如何，反射光都能反射到汽車上，其光強遠大於一般的漫反射光，就如發光的紅燈，能引起汽車司機的注意。
B. 腳踏板屬於什麼機械
（1）操場上旗桿頂端的滑輪固定不動，是定滑輪；
（2）起重機吊鉤上方的鐵輪（滑輪）隨重物一起運動，是動滑輪；
（3）縫紉機的腳踏沖橘板動力臂小於阻力臂，是費力杠桿．
故答案為大知：定滑輪，動滑輪，費力滾判消杠桿．
C. 自行車上的簡單機械有哪些
自行車：
1、鏈條鏈輪組成的鏈傳動系統；
2、由鋼珠和鋼碗組成的軸承系統；
3、鈴中有回由齒條齒輪傳答動系統；
4、坐墊中有彈簧組成的減振系統；
5、由杠桿原理組成的剎車系統。
自行車上有很多小的機械裝置，是生活中最典型的機械裝置
比如車閘，是利用杠桿原理製成的。
車蹬實際是一個曲柄機構。
前鏈輪和後鏈輪之間由鉸鏈連接，從機械原理學上講，是一個簡單的鏈傳動機構
D. 自行車中的簡單機械
原理
自行車的車架、輪胎、腳踏、剎車、鏈條等25個部件中，其基本部件缺一不可。其中，車架是自行車的骨架，它所承受的人和貨物的重量最大。按照各部件的工作特點，大致可將其分為導向系統、驅動系統、制動系統：
1、導向系統：由車把、前叉、前軸、前輪等部件組成。乘騎者可以通過操縱車把來改變行駛方向並保持車身平衡。
2、驅動（傳動或行走）系統：由腳蹬、中軸、鏈輪、曲柄、鏈條、飛輪、後軸、後輪等部件組成。人的腳的蹬力是靠腳蹬通過曲柄，鏈輪、鏈條、飛輪、後軸等部件傳動的，從而使自行車不斷前進。
3、制動系統：它由車閘部件組成、乘騎者可以隨時操縱車閘，使行駛的自行車減速、停使、確保行車安全。
此外，為了安全和美觀，以及從實用出發，還裝配了車燈，支架等部件。
部件
1、車架部件是構成自行車的基本結構體，也是自行車的骨架和主體，其他部件也都是直接或間接安裝在車架上的。
車架部件的結構形式有很多，但總體可以分為兩大類：即男式車架和女式車架。
車架一般採用普通碳素銅管經過焊接、組合而成。為了減輕管重量，提高強度，較高檔的自行車採用低合金鋼管製造。為了減少快速行駛的阻力，有的自行車還採用流線型的鋼管。
由於自行車是依靠人體自身的驅動力和騎車技能而行駛的，車架便成為承受自行車在行駛中所產生的沖擊載荷以及能否舒適、安全地運載人體的重要結構體，車架部件製造精度的優劣，將直接影響乘騎的安全、平穩、和輕快。一般輻條是等徑的，為了減輕重力，也有製成兩端大、中間小的變徑輻條，還有為了減少空氣阻力將輻條製成扁流線型
2、外胎：分軟邊胎和硬邊胎兩種。軟邊胎斷面較寬，能全部裹住內胎，著地面積比較大，能適宜多種道路行駛。硬邊胎自重輕，著地面積小適宜在平坦的道路上行駛，具有阻力小，行駛輕快等優點。
外胎上的花紋是為了增加與地面的摩擦力。山地自行車的外胎寬度特別寬，花紋較深也是適應越野山地用。
3、腳蹬部件：腳蹬部件裝配在中軸部件的左右曲柄上，是一個將平動力轉化為轉動力的裝置，自行車騎行時，腳踏力首先傳遞給腳蹬部件，，然後由腳蹬軸轉動曲柄，中軸，鏈條飛輪，使後輪轉動，從而使自行車前進。因此腳蹬部件的結構和規格是否合適，將直接影響騎車人的放腳位置是否合適，自行車的驅動能否順利進行。
腳踏：可分為整體式腳踏和組合式腳踏。無論什麼款式的腳踏都必須有腳踏面，必須安全可靠，具有一定的防滑性能，可以選用橡膠、塑料或金屬材料製造。腳踏必須轉動靈活。
4、前叉部件：前叉部件在自行車結構中處於前方部位，它的上端與車把部件相連，車架部件與前管配合，下端與前軸部件配合，組成自行車的導向系統。
轉動車把和前叉，可以使前輪改變方向，起到了自行車的導向作用。此外，還可以起到控制自行車行駛的作用。
前叉部件的受力情況屬懸臂梁性質，故前叉部件必須具有足夠的強度等性質。
5、鏈條：鏈條又稱車鏈、滾子鏈，安裝在連輪和飛輪上。其作用是將腳踏力由曲柄、鏈輪傳遞到飛輪和後輪上，帶動自行車前進。
鏈輪：用高強度鋼材製成，保證其達到需要的拉力。
6、飛輪：飛輪以內螺紋旋擰固定在後軸的右端，與鏈輪保持同一平面，並通過鏈條與鏈輪相連接，構成自行車的驅動系統。從結構上可分為單級飛輪和多級飛輪兩大類。
單級飛輪又稱為單鏈輪片飛輪，主要由外套、平擋和芯子、千斤、千斤簧、墊圈、絲擋幾鋼球等零件組成。
其單級飛輪工作原理：當向前踏動腳踏是，鏈條帶動飛輪向前轉動，這時飛輪內齒和千斤相含，飛輪的轉動力通過千斤傳到芯子，芯子帶動後軸和後輪轉動，自行車就前進了。
當停止踏動腳踏板時，鏈條和外套都不旋轉，但後輪在慣性作用下仍然帶動芯子和千斤向前轉動，這時飛輪內齒產生相對滑動，由此將芯子壓縮到芯子的槽口內，千斤又壓縮了千斤簧。當千斤齒頂滑到飛輪內齒頂端時，千斤簧被壓縮得最多，再稍微向前滑一點，千斤被千斤簧彈到齒根上，發出「嗒嗒」的聲響。芯子轉動加快，千斤也很快在各個飛輪內齒上滑動，發出「嗒嗒」的聲音。當反向踏動腳踏時，外套反向轉動，會加速千斤的滑動，使「嗒嗒」聲響得更急促。多級飛輪是自行車變速裝置中的一個重要部件。
多級飛輪是在單級飛輪的基礎上，增加幾片飛輪片，與中軸上的鏈輪結合，組成各種不同的傳遞比，從而改變了自行車的速度。
性能
自行車性能的優劣可從騎行、安全和耐用3個方面來衡量。
騎行性能 騎行性能與自行車的結構尺寸有關，騎行者的體材與車輛相互匹配才會騎行輕快、舒適和操縱自如。如圖18所示，人體與車輛在A、B、C3點接觸,3個點組成一個三角形，它的邊長和角度是自行車的重要參數。AB和AC的長度關繫到騎行者能否最有效地發揮體力。BC 的長度和位置依車型和騎行者習慣而定，它決定騎行者的姿勢和舒適性。
前後輪中心距L、前叉傾斜角θ和前叉伸距T也是自行車的主要參數，根據車型選定。一般來說，L、T值大而θ值小時，車輛穩定性好，直線行駛的自復力強，但靈活性差；反之，L、T值小而θ值大時，車輛靈活性強而穩定性差些。L值是根據騎車人的體材來選擇,一般在900～1200mm;θ值在65° ～75°;T值決定於θ值。前叉翹度H通常控制在前叉轉向軸線和前輪中心垂線交點J的位置，J點離地面的高度一般為車輪半徑R的15％～60％。另外，製造精度以及車輪重量（含輪胎）也影響騎行性能。
安全性能 自行車騎行者的人身安全是個重要問題，各國制定有相應的標准。中國頒布的安全標准包括結構件的強度、閘車制動性能和安全裝置3個方面,前者包括車架和前叉組合件的強度、車把與前叉的裝配牢固度、前後車輪的強度等。
①車架和前叉組合件的沖擊強度：有兩個測定方法。一是落重沖擊試驗,將組合件垂直豎起，在前叉上方180mm處置一個22.5kg的重錘,在重錘的一次沖擊下,組合件的永久變形不能超過40mm，並無肉眼能見的裂紋；二是跌落沖擊試驗，在組件的鞍座處放置70kg的重物，使其重心移至後軸垂直位置上，自由向前跌落，經過兩次重復測試，不得有肉眼能見裂紋。另外，車架和前叉還需進行側向荷重強度試驗，其負荷重量按車型而有所不同。
②車把與前叉的裝配牢固度：測定方法是車把裝入前叉後，在車把橫管（通常用試棒代替）上施加25N·m的力矩，車把不得轉動。
③前、後車輪的強度：測定方法是將穿好輻條並經過校正的車輪夾緊平放，在其側向施加178N的力,1分鍾後，永久變形不得大於1.5mm。
④閘車制動性能：測試方法根據車輛的傳動速比分為兩種。一種是對行程5m或5m以上的自行車，規定試驗車速為24km/h；另一種是對行程5m以下的車，車速為16km/h。制動性能有干態和模擬雨天的濕態兩種。在規定的試驗車速下，同時使用前、後閘，干態的制動距離不得大於5.5m，濕態的制動距離不得大於15m。
⑤安全裝置：自行車要裝有車鈴或車燈，還要有反射器（俗稱回光）。反射器是借機動車頭燈或其他外來光源照射,反射出足夠強度的光線,提醒對方注意，從而保護自身。反射器有前方、側向和後方反射器 3種。前方的為白色，後方的為紅色，前輪側向的為白色或琥珀色，後輪側向的為白色或紅色，腳蹬為白色或琥珀色。
耐用性能 可分為內在和外表兩個方面。內在的耐用性能要求保證一定的結構強度，要求對一些易磨損零件如前、中、後軸的擋碗、飛輪的齒片、鏈條心子和滾子以及腳閘的零件等，進行熱處理滲碳淬火，以提高表面硬度。外表的耐用性能是通過電鍍和塗裝(油漆)防止腐蝕和增加外表美觀。電鍍是在車把、輪輞等原有金屬表面上鍍上銅、鎳、鉻或鎳、鎳、鉻3層金屬鍍層,也可視資源情況和防銹性能要求選擇其他鍍層。對一些次要的小零件，則採用光亮鍍鋅工藝。塗裝是採用高壓靜電的方法，對車架、前叉表面進行噴塗。油漆表面要豐滿、絢麗，並具有一定的防銹性能和漆膜結合力。