星邦-平台注册！摘 要： 电动自行车使用便捷，深受人们的喜爱，其中蕴含着丰富的物理知识。本文聚焦了电动自行车中的物理问题，旨在联系实际，体现“学以致用、活学活用”的原则，使学生掌握其中的物理知识，学会科学地使用和保养电动自行车。既树立学生的交通安全意识，又激发物理学习兴趣，培养创新能力，提升科学素质。

　　随着人们生活水平的不断提高，学生上学的代步工具也悄悄地发生了变化，由原来的自行车逐步换成了电动自行车。电动自行车因其零排放、低噪声、使用便捷，越来越深受学生的喜爱。车中也蕴含着丰富的物理知识，在近几年的中考中，关于电动自行车方面的考题频频出现。这类考题贴近学生的生活，符合学生的认知特点，体现了新课程标准的基本理念“从生活走向物理，从物理走向社会”，符合学以致用、活学活用的原则。物理老师应具备课程意识，学会联系生活实际，创造性地使用教材，像“电动自行车”这样的素材就可以作为学习材料，对它进行加工，融入智慧和心血，设计出一堂专项讲座。学生通过听精彩的讲座，能掌握其中的物理知识，树立交通安全意识，学会科学地使用和保养电动车。通过开讲座，学生既能激发学习物理的兴趣，又能培养创新能力，提升科学素质。因此，我在教学中对电动自行车涉及的物理问题进行了整理。下面我就介绍关于电动自行车中涉及的物理问题。

　　电动自行车是由车体、电驱动装置（电机）、可充电电池、充电器和控制系统五大部分组成的。

　　电动自行车前端有一个喇叭，在龙头上装有按钮式开关，按下按钮，电喇叭就能发声。涉及的物理知识有：（1）声音的产生来源于物体的振动；（2）声音的传播需要介质，线）声音在空气中的传播速度约为340m/s；（4）声音可以传递信息，如果车在行驶过程中出现了异常声音，就给我们传递了一个信息，可能是运动部件与不动部件有摩擦，或电机运转不平稳，需要检修。

　　（1）质量、密度知识：①电动自行车整车质量通常小于等于40，支架、钢圈的硬度大、密度大，具有极强的抗震性能；②车胎是用橡胶等制作的，有良好的弹性；③向车胎内不断打气，车胎内气体的质量变大，密度也不断变大。

　　（2）速度、路程知识：①电动自行车设计的最高时速应不大于20km／h，在非机动车道内行驶时，最高时速不得超过15km／h；②续行里程约25km，优质的电动车也有续行里程长约50km的；③人骑电动自动车以路旁的树木为参照物，人是运动的，以电动自行车为参照物，人是静止的。

　　（3）摩擦力知识：①电动自行车正常行驶时，前轮与地面间的摩擦是滚动摩擦，后轮与地面间的摩擦是静摩擦，遇到特殊情况，刹紧前后轮，就变成了滑动摩擦；②电动车龙头两端的手柄上、车轮胎上都有凹凸不平的花纹，设计的目的是增大摩擦；③刹车时用力捏闸，是通过增大压力来增大摩擦；④根据设计要求，干态刹车制动距离应不大于4m，湿态刹车制动距离应不大于15m，说明干态刹车时的摩擦力大于湿态刹车时的摩擦力，所以雨天路滑，骑车要慢行。

　　（4）力与运动知识：①电动自行车刚启动时，牵引力大于摩擦阻力，运动状态改变，处于非平衡状态；②当它在路上匀速行驶时，牵引力等于摩擦阻力，此时水平方向二力平衡；③若遇到紧急情况刹车减速，此时摩擦阻力改变车子的运动状态；④若遇到下雪天气，骑车拐弯极易摔倒，是因为车子运动状态的改变需要地面提供足够大的摩擦阻力，摩擦阻力不够，就易摔倒；⑤电动自行车不得超载重物和带人，以免惯性过大，遇到意外情况车不能立即停止。另外，超载增加了负荷，会使得蓄电池过渡耗电而影响电池的使用寿命。

　　（5）压强知识：①电动自行车的坐垫具有减震减压的作用，人坐在坐垫上受力面积大，压强小，所以骑得很舒服；②电动自行车对地面的压强问题。如：打足气的车胎漏气后，对地面的压强会变小；③车胎内气体的压强，对于车胎内一定量的气体而言，温度越高，气压越大，所以电动车不易放在阳光下曝晒，以免气压过大而爆胎。爆胎过程，实际上是气体膨胀对外做功，内能减少，温度下降的过程。

　　（6）简单机械知识：电动自行车的龙头相当于一个轮轴，刹车系统是一个省力杠杆，电动车骑行时涉及机械效率问题。如：（山东济宁中考）电动自行车是备受人们青睐的一种交通工具（如图10）。它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。下表是某型号电动自行车主要技术参数。

　　1）请你仔细观察电动自行车的构造，会发现很多地方用到了物理知识。请列举一例。

　　2）行驶过程中轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，当你骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大？（取g=10N/kg）

　　5）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远？

　　电动自行车上通常安装有照明灯（LED）、转向灯。其工作原理：利用电流的热效应，把电能转化为光能和内能。反光罩内表面很光滑，利用了光的反射，使光线集中射向前方。尾灯是一个角反射器，能使射向电动自行车的光全部反射回去。

　　（1）可充电电池，通常由3―4节蓄电池串联而成，每节电压为12V，电源电压通常是36V―48V。（2）电动机是电动自行车的“心脏”，通常安装在后轮上，这使得后轮成了主动轮，它是利用“通电线圈在磁场中受力转动”的原理工作的。（3）关闭电源，用人力踩踏，电动机就变成了“发电机”，从而实现“自发电”，它是利用了“电磁感应”原理。（4）电量表是用电压表改装的。（5）控制器是电动车调速的部件（和滑动变阻器的原理相似），它是电动车电动系统的核心，还具有欠压、限流保护等功能。

　　给电瓶充电是把电能转化为化学能储存在蓄电池内部，行驶时蓄电池将化学能转化为电能供给电动机，电动机转动时将电能转化为机械能，使主动轮转动，同时会有一部分电能转化为内能，使电动机发热；打开车灯，是把电能转化为内能和光能；按响喇叭是把电能转化为声能。

　　电动车的日常使用可概括为善保养、多助力、勤充电。不要让积水淹没电机中心控制器，不要把车子存放在高湿度、有腐蚀性的环境里，起步时要先助力，上桥、上坡、逆大风和重载行驶务必用脚助力，以免电池放电电流过大，对电池造成冲击性伤害，影响电池续行里程和使用寿命。特别注意：（1）不要等电用光了再充电，以免因“深放电”而缩短电池的使用寿命，更不能倒置充电。（2）使用时，切不可严重超载，引发意外事故。此外，还要注意保洁、、车胎适当充气，等等。

　　电动自行车有许多优点，但也有一些不足。启发学生思考：①阳光下曝晒可能会引起爆胎，能否改进？（如：加太阳能电池板，把光能转化为电能，给蓄电池充电）②能否像摩托车一样加脚刹？③能否在危险状态下，尽量避险？（向前弹出一个弹性机械爪减震缓冲，以免剧烈碰撞）等等。从而激发学生的兴趣，培养学生的创新思维和创新能力。

　　总之，通过聚焦电动自行车中的物理问题，既能让学生真切地感受到“物理就在我们身边”，学习物理是非常有用的，又能培养学生的交通安全意识，培养创新能力，提升科学素质。