正確答案:
力是改變物體運動狀態的原因,對物體系這力是指作用在物體繫上的外力。運動是指質心的運動。入騎自行車時,人與車組成了一個物體系,人與車間、剎車橡皮塊與車輪間的相互作用力都是內力,雖然它不會改變自行車的運動狀態。那麼是什麼力使自行車(的質心)加速運動剎車的呢?這些內力在自行車加速運動與剎車時起了什麼作用呢?
自行車行駛時,輪線上的點與地面連續更換接觸。設某時刻A點出正好觸地。由干A點是
整個輪子的一部分隨車向前平動有一速度V1,同時A又繞輪軸轉動而有一轉動速度V2.且V2=ω*r.ω是輪轉動的角速度,r是輪半徑。顯然v1和v2方向相反,如附圖。輪緣A點的合速度V=V1-V2.自行車行駛過程中可能存在下面三種情況:第一,v1=0即車子無平動速度。此情況v=v2,車輪在原地轉動。例如自行車在光滑冰面上,只見後輪轉動而車子並不會向前運動;第二,v2:=0,則v=v1。輪子不轉動只隨車身向前平動。輪子打上滑時就是這種情況。此時車輪觸地點A受路面向後的滑動摩擦力作用;第三、v1=v2,則v=v1-v2=0對車身整體來說自行車以速度vl做勻速直線運動,對車輪來說輪緣上點以速度v2勻速轉動。此時融地點A相對地面無運動趨勢;地面給車輪的摩擦力為零。設自行車在行駛過程中處於上述第三種情形。當要使自行車加速行駛時,用力踩腳踏板腳與踏板間的內力使後輪轉動速度加快,使得輪緣觸地點A的速度V2大整體平動的速度V1。這時V1-V2<0,A點將有對地向後滑動的趨勢,路面給A點一個向前的靜摩擦力fa,fa的方向與車子平動速度v1方向相同,使平動速度增大,這個靜摩擦顯然是外力,正是這個外力使自行車做加速運動的。
摘自《物理教學》