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我好想前两天回答过类似的问题。就是分析自行车行驶时的各种力。怎么说呢,这个题真的很经典,学懂了,就会让学生理解牛顿第一定律和牛顿第三定律,还有能量守恒定律。同样的经典,我想就是子弹射入和穿出一个两层木块,计算木块整体的东西和上层木块的滑动等等。这个需要再加上第二定律了。 还有一个就是只给你摩擦系数,让你计算现代破冰船船角的角度。嘿嘿。以后学到了,好好思考下力的作用,我可以说思考懂了,万有引力之前的知识点,你基本上掌握了。
言归正传,你提的问题,首先要考虑的是宏观整体(整个自行车),车辆再向前(例如右,记住无论什么时候,考虑力的时候必须考虑各种力的方向,你现在学的力只是二维平面上计算,无外乎0-180度,再简单都要标注力的方向)运动,自行车整体上先虚构一个力的趋势方向向前,这个力量从哪里来了,是人类踩踏踏板,再通过链条将人类做的功传达到自行车的后轮的。上面是整体,现在分析两个轮子。后轮转动的力作用在地面是向后的(这个你能理解吧),按照牛顿第三定律,地面要给后轮一个反作用力,这个就是摩擦力,力的方向就和自行车的方向相同。前轮,人是不能给他施加作用力的,前轮的转动,都是车辆整体推动的。但是这不是力的作用。车辆整体在向前运动,前轮就有一个虚构力的趋势(这个不是力,记住,等于做几何体中的辅助线,一定不要乱用)。前轮受到的摩擦力,还是向后的。
大致的作用力和反作用力,就是这样的。这个也是现在后驱车四个前后轮胎的作用力的分析,前驱车,正好相反的。还有一个就是无论什么作用力还是反作用力,整体是要平衡的,这个平衡是针对真个系统,同时也针对这一个物体的系统。例如,蹬自行车,人类踩踏板,将力传达给自行车整体,这个力的宏观就是自行车前行,能量必须守恒。
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后轮对车身产生驱动力,驱动力与摩擦力大小相等,方向相反。前轮对车身不产生驱动力。
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