12.4 跨学科实践：自行车 课件-2025-2026学年八年级教科版物理下册

该初中物理课件以自行车为核心载体，系统涵盖其发展历程、结构系统（支撑、轮组等）、传动原理及相关物理知识（简单机械、摩擦力、压强等），通过从历史演变到部件功能再到物理原理的脉络，搭建从具体到抽象的学习支架。 其亮点在于以骑行体验和对比实验为实践载体，引导学生通过山地车与共享单车的飞轮、轮胎等差异分析，运用科学推理探究速度与省力原理，结合职业体验活动培养科学态度与责任。学生能在实践中深化物理观念，教师可借助跨学科案例提升教学互动性与实效性。

跨学科实践：自行车 1 一、自行车——伟大的人力机械发明 1. 自行车的发展历程 2 1790年，法国人西夫拉克伯爵发明了最原始的自行车，称为“木马轮”，骑车人需靠双脚蹬地前行。 蹬地驱动 3 1817年，德国人卡尔·冯·德莱斯发明了带车把的木制两轮“奔跑机”，可以一边前行一边改变方向。 蹬地驱动 4 1839年，苏格兰麦克米兰发明了蹬踏式脚蹬驱动自行车，制成了由曲柄连杆结构驱动后轮的铁制自行车，让人的双脚真正离开了地面。这是自行车发展史上的重要一步。 连杆驱动 5 1861年，法国的米肖父子发明了前轮大、后轮小，前轮上装有曲柄和能转动踏板的自行车，这一设计在当时引起了轰动。 前轮轴驱 6 一、自行车——伟大的人力机械发明 1. 自行车发 展历程 7 普通型自行车 载重型自行车 竞赛型自行车 特种自行车 2. 自行车的类型 （山地车） （公路车） 部件 功能 车架、前叉、后叉 轮圈、辐条、轮胎 飞轮、链条、变速器 刹车把手、刹车线 支撑 行进 变速 刹停 轮组系统 变速系统 支撑系统 刹车系统 9 齿盘 链条 飞轮 后轮 脚蹬 链条后驱 4. 自行车的传动过程 10 二、自行车与物理 1. 寻找自行车上的简单机械 车把 脚踏—曲中柄—齿盘 飞轮—后轮 11 活动：省力体验 用手直接拉动刹车线 通过刹车手把拉动刹车线 O 刹车块 12 二、自行车与物理 1. 寻找自行车上的简单机械 13 2. 围绕生活来探索 14 骑行体验 15 骑行采访 山地车 共享单车 骑行效率 轻松快速 费劲低速 舒适度 震感较弱 震感强烈 共享单车，遇到坑洼颠得手发麻，骑起来感觉挺笨重的。当然，比自己走路肯定要轻松得多。 山地车，一个字，稳！过石子路、土坑都不怕，减震超舒服，骑起来感觉轻松多了，速度也比共享单车快。 16 我发现我们骑行的山地车轮径明显比共享单车要大！同样是蹬一圈，山地车车轮通过的路程会更长！ 我赞同你的看法。但是每蹬一圈，两种自行车后轮所转圈数相同吗？ （1）为什么山地车骑起来速度快，骑行更轻松？ 17 （1）为什么山地车骑起来速度快，骑行更轻松？ 那应该观察后轮上的飞轮有什么不同！大家看，山地自行车的后轮上是多片式飞轮，可以通过导轮改变实际传动飞轮的大小。 导轮 18 （1）为什么山地车骑起来速度快，骑行更轻松？ 不同大小的飞轮上的齿数不同，同样蹬一圈，我猜想，飞轮转的圈数可能会变化。 我明白了。因为不同大小的飞轮周长也不同，所以同样蹬一圈，不同的飞轮带动后轮所转的圈数不同，后轮所转圈数越多，自行车速度就越快！ 19 共享单车后轮上是单片飞轮，即蹬一圈后轮转动的圈数是恒定的，这说明这辆共享单车是单速自行车。 （1）为什么山地车骑起来速度快，骑行更轻松？ 20 怎样才能知道脚蹬一圈，后转所转的圈数谁更多呢？ 使用小号飞轮时，后轮接近转4圈 （1）为什么山地车骑起来速度快，骑行更轻松？ 21 脚蹬一圈，后轮恒定转2圈又 圈 （1）为什么山地车骑起来速度快，骑行更轻松？ 怎样才能知道脚蹬一圈，后转所转的圈数谁更多呢？ 22 咦，既然山地车蹬一圈后轮转的圈数更多，为什么蹬起来反而感觉更轻松呢？ 我觉得，骑起来轻松说明山地车所受的阻力比较小。这应该与摩擦力有关。 我们来感受一下两辆车的质量吧！ 山地车 共享单车 质量 10~15 kg 18~22 kg 差异原因 铝合金车架、充气胎 高碳钢车架、实心胎、防盗锁、全包链盒 （1）为什么山地车骑起来速度快，骑行更轻松？ 23 山地车 共享单车 形状 窄长 宽大 填充物 轻薄 厚实 （2）为什么山地车减震能力更好？ 我们的感觉来源于臀部，这个问题应该和自行车的车座有关！ 共享单车的车座明显更大更厚！我坐上去的时候也感觉更舒服，可是路过石子路的时候确实颠得厉害！ 24 （2）为什么山地车减震能力更好？ 看来车座并不是减震的主要方式。与地面坑洼接触的是轮胎，我们应该对比一下两种自行车的轮胎，说不定会有发现。 山地车 共享单车 胎宽 50~70 mm 38 mm 山地车的车胎更宽！根据压强的知识，压力一定时，受力面积越大，压强越小！ 25 （2）为什么山地车减震能力更好？ 我还发现，山地车是充气胎，同等压力下，形变更为明显，这是不是也可以起到缓冲震动的作用呢？ 山地车 共享单车 胎宽 50~70 mm 38 mm 轮胎 充气胎 实心胎 26 我发现，两辆自行车的前叉外形也不相同，查阅资料后得知，原来山地车的前叉上有避震装置！ （2）为什么山地车减震能力更好？ 避震装置 27 物理分支 知识 对应部件或过程 物理原理 力学 摩擦力 轮胎、刹车片、链条 滚动摩擦、静摩擦、滑动摩擦 压强 轮胎胎压、车座、轮胎 气体压强、固体压强 简单机械 车把、齿轮、刹车、螺丝和螺帽 轮轴、 杠杆、斜面的原理 能量转化 骑行、刹车 下坡时，重力势能→动能；刹车时，动能→内能 声学 声音 车铃、链条噪音、轮胎摩擦声 振动发声，声音在空气中传播 光学 反射 反光片 光的反射 知识梳理 28 职业体验：向当地共享单车的巡检维修员请教维修经验，尝试对故障车辆进行维修。 三、社会实践 29 课堂小结 结构 传动原理 物理知识 由支撑系统、轮组系统、变速系统、刹车系统、避震系统等组成 人对脚蹬施加力，通过齿盘、链条、飞轮间的作用带动后轮转动 摩擦力、压强、简单机械、能量转化、声音、反射等 自行车 30 作业布置 1. 职业体验：向当地共享单车的巡检维修员请教维修经验，尝试维修自行车，梳理总结一份自行车维修指南。 2. 主题论文：通过资料查阅或者实物研究，选择你感兴趣的主题撰写一篇300字的小论文。 31 Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) Lavf58.46.101 Tencent CAPD MTS (T-tech) Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) $