自行车在行驶过程中,主要受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及车轮与链条的摩擦力。其中,自行车自身重力与地面支持力为一对平衡力,重力垂直于地面向下,支持力垂直于地面水平向,两者方向相互垂直,且作用在同一物体上,使自行车保持平衡。地面的摩擦力提供自行车向前运动的驱动力,方向与自行车前进方向相同,大小足够大可以克服车轮与链条的摩擦力。车轮与链条的摩擦力则是自行车运动的主动力,使自行车向前行驶。此外,风力、空气阻力、链条润滑力等也可能影响自行车的运动。
一辆自行车在平直的公路上行驶,车轮绕轴旋转,画出自行车及车轮的受力示意图。
答案:
1. 地面支持力:自行车受到地面的支持力,该力垂直于地面并指向自行车。这是自行车所受的第二个力。
2. 地面摩擦力:自行车受到地面的滑动摩擦力,该力与自行车运动方向相反,即向后。这是自行车所受的第三个力。
3. 自身重力:自行车的重量会产生一个向下的力,该力由车轮和地面的摩擦力提供支撑。
4. 空气阻力:自行车在行驶过程中会受到空气的阻力,该力通常与自行车的前进方向相反。