经验技巧

理科生看过来!公式论自行车的重量和骑行速度的关系(图文)

    有人说自行车下坡越重越快,因为重了可以有更多的重力势能转化为动能。设人和车总质量为m,在倾斜角为θ的坡上下坡,坡长S,高h(h=Ssinθ),脚踏使地面给车的驱动力为F,地面及空气的阻力为f,并设在坡高为h的坡顶无初速度下去。

    用牛顿定律可列方程

    F-f+mgsinθ=ma

    又V2=2aS

    解得V=(2(F-f)S/m+2gSsinθ)1/2

    也可用动能和势能的关系可列方程(F-f)S=mV2/2-mgh同样可解得上述结果。

    所以在体力和阻力相同的情况下,质量越大,最后的速度越小。车重了,在坡底会有更多的重力势能,但并不是有更大的速度。在平路上,sinθ=0,这个结论仍然成立。在无动力无阻力即F和f都为零的情况下,车的速度和质量m无关,也并非越重越快。

    上坡要求质量越小越好,这是大家都知道的。

    自行车上坡越轻越好,这是大家都知道的。下坡呢?有人说越重越快,因为重了可以有更多的重力势能转化为动能。为此我特请教了物理教师(即我本人)。设人和车总质量为m,在倾斜角为θ的坡上下坡,坡长s,高h,脚踏使地面给车的驱动力为F,地面及空气的阻力为f,并设在坡高为h的坡顶无初速度下去。

    用牛顿定律可列方程

    F-f+mgsinθ=ma

    又V2=2as

    解得V=(2(F-f)s/m+2gssinθ)1/2

    也可用动能和势能的关系可列方程(F-f)s=mV2/2-mgh同样可解得上述结果。所以在体力和阻力相同的情况下,质量越大,最后的速度越小。车重了可以转化为更多的动能,但速度不大只是动能大。在平路上,sinθ=0,这个结论仍然成立。在无动力无阻力即F和f都为零的情况下,车的速度和质量m无关,也并非越重越快。

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  • 热门评论
  • 2012-07-01 16:17

    笨,因为存在阻力,重车和轻车的阻力差不多,重车克服阻力后的加速度比要强于轻车。很简单的道理,还用计算吗!所以重车会快些。

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  • 古月大魔王 2017-09-15 01:10

    上学上傻了吧,只能当个老师。分析现实问题还用小学生水平建模

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  • 王佳顺 2015-12-29 11:29

    没有金刚钻,就别揽瓷器活

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  • 2012-06-23 23:59

    这个文章相当烂。。物理水平停留在高中。。

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  • 2012-06-23 20:58

    车速和重量有关,越重的车可以达到的最大速度越大,但是加速性能就差,越轻的车加速性能越好,但是受到空气阻力的影响大,所能达到的最大速度越小。以上情况仅是对同一个车手而言。因此在下坡时,重量大的车子更具有优势,上坡时轻量的车子具有优势

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  • 全部
  • 2012-06-23 20:47

    绘制一个曲线好了

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  • 2012-06-23 11:38

    两个铁球同时落地

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