自行车前轮后后轮受到的摩擦力向什么方向?前轮不是向后转么?摩擦力应该向前啊?

自行车前轮后后轮受到的摩擦力向什么方向?前轮不是向后转么?摩擦力应该向前啊?
自行车前轮后后轮受到的摩擦力向什么方向?
前轮不是向后转么?摩擦力应该向前啊?

自行车前轮后后轮受到的摩擦力向什么方向?前轮不是向后转么?摩擦力应该向前啊?
主动轮向前 从动轮向后 前者经摩擦 后者滚动摩擦

对自行车前轮所受地面摩擦力方向的研究报告


尊敬的各位专家大家好
现在将要报告的是，我经过实践的验证和理论的分析得出的自行车前轮所受地面摩擦力方向向前的研究结论，很是希望得到重视。
长期以来，所有的教科书和网络媒体的论文、课件和教案等等，对自行车、汽车等的前轮所受地面摩擦力的方向问题，都有一个统一的答案：后轮向前、前轮向后...

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对自行车前轮所受地面摩擦力方向的研究报告


尊敬的各位专家大家好
现在将要报告的是，我经过实践的验证和理论的分析得出的自行车前轮所受地面摩擦力方向向前的研究结论，很是希望得到重视。
长期以来，所有的教科书和网络媒体的论文、课件和教案等等，对自行车、汽车等的前轮所受地面摩擦力的方向问题，都有一个统一的答案：后轮向前、前轮向后。对于这个问题，我有自己的观点：前轮后轮的摩擦力方向都向前——与前进方向相同！这个截然相反的观点成立吗？能不能经受得住理论的推敲与实践的检验呢？在回答这两个问题之前，我们还是先看看传统的、大众的观点吧——
“自行车是怎样利用摩擦运动的呢？通过查阅资料和询问老师，我们明白了：当我们骑在自行车上时，由于人和自行车对地面有压力，轮胎和地面之间不光滑，因此自行车的车轮与路面之间有摩擦，后轮受到的摩擦力向前，前轮受到的摩擦力向后。
“那在行驶过程中两轮不都向前转吗？摩擦力方向怎么会不一样呢？这是因为，后轮是动力轮，骑车时脚用力蹬脚蹬，使后轮转动，但是轮子的接触面和地面之间没有相对运动，所以一直都是静摩擦力，不是滑动摩擦。当后轮转动时，后轮和地面的接触的地方，就相对于地面有向后运动的趋势，所以后轮就会受到地面对它向前的摩擦力。(这里的原理跟人走路时脚受到的摩擦力方向一样);前轮原来的状态是静止的,由于车身的推动,使前轮相对于地面运动方向也向前,所以受到地面对它向后的摩擦力。因此，前轮是阻力轮，他受到的摩擦力阻碍车的运动。”
上边的论述是我从网上（初中物理在线）摘录的片段，其答案和理由具有代表性，所以，我便不用罗列许多。关于后轮的摩擦力向前的论断和理由，我表示赞同，因此，在此文中没有赘述的意义，但是，对前轮所受地面的摩擦力的方向问题，我做了如下的实验探究和理论分析，分述如下——
一、实验探究
我们有这样的生活体验：当抬起自行车的前轮后，用手掌向下拍打车轮外胎时，如
图1，车轮受到向下的摩擦力F3后也同时向下转动，这样以来，就判定车轮在地面上向前运动时摩擦力也向后了。大家思考过没有：用手掌向下拍打车轮外胎时，力臂虽然还是车轮半径，但是，支点却不再是车轮与地面的切点而是轴心了！这时候的重心O和支点C在同一点上，是“随遇平衡”而不是“不稳定平衡”了，这个“质”的变化决定了地面运动与图1式运动这两种运动方式的受力运动原理不同（确切的说是相反，把一个有固定转轴的玩具独轮车在手掌或地面上用“力”一擦，车轮转动方向与所受摩擦力的方向相同，跟图1是一样的原理）。这个生活体验上升成了经验，从老物理老师传到新物理老师，就这样一代一代传承了下来！所以，当我们打开网络进行“自行车、汽车前轮所受地面摩擦力方向”搜索时，琳琅满目、俯拾即得的都是“前轮摩擦力向后，后轮摩擦力向前”的标准答案和标准理由。
真的前轮摩擦力向后吗?下边的四个实验的结果却正好相反——
我做的第一个实验是：在同一个斜面上同时放上等质量的一个圆球和一个正方体块，圆球不用再施加任何其他外力你只要放上，它自己就向下滚动寻找新的平衡而方块体却不能，这证明了圆球或圆柱体的“不稳定平衡”极其容易被打破或说圆球或圆柱体本身就具备这种建立新的平衡的内部构造。
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第二个实验：我用A4纸和透明胶纸卷在平面上做了个实验，如图2。
当A4纸在平面上来回拉动时，完全放在纸上的透明胶纸卷正好做与其相反方向的转动，即是说：A4纸向右透明胶纸卷向左且相对平面在“原地”转动——这都是司空见惯寻常的现象，不足为怪，但把它比对于自行车的前轮，如果前轮受到两个都是“促进”其运动的力，一旦运动起来将不可停止，人类永动机的梦想便早早实现，如图3。
在做这个实验的时候，我不小心将一半的透明胶纸卷放在A4纸上另一半放在了平面上时，A4纸向右运动透明胶纸卷从左边起在原地向右旋转（从实验者的俯视角度看：透明胶纸卷以切点为圆心作逆时针旋转），反复实验多次，效果相同；当A4纸向左运动时，结果正好相反。如果按照传统的说法：车轮向前摩擦力向后，那么，透明纸卷在同时向右的A4纸和地面两个摩擦力作用下应该继续向左前进，但这后个实验得到的却是相反的事实。
老式的金鹿自行车的前闸是杠杆手压式的，闸皮在前瓦的下边、车轮轮胎的上边，当煞闸后，其摩擦力方向从上沿说是向后从下沿说却是向前，我们探讨的是车轮受到的地面的摩擦力的方向，那么，就得从下沿说方向问题。大家都说前轮受到的地面的摩擦力是“阻力”，煞闸时从下沿向前的摩擦力是阻力不容置疑，难道作用在同一弧线上的两个力都是阻力时还方向相反？这显然不能成立。我在总结和反思所有的与论坛朋友的争论和自己室内实验的同时，又连续做了第三和第四个实验——
第三个实验:碾米。将3千克左右的小米用温水浸透，沥干多余水滴。碾压时，将1千克左右的小米堆放在碾盘的中轴上，其余部分匀摊在内碾盘(碾盘分内外,内负责碾压,外负责存放粮食)半径靠轴心约二分之一上。当推压到内碾盘上布满碎米粉时观察，裂痕处的碎米粉都被推向后；继续推碾，米粉便被碾子沿儿“推向”外碾盘，中轴上堆放的小米越来越少。逆向思考：如果碾子给米粉的摩擦力向前，不但不会出现碾过后的裂痕和米粉被推向外碾盘，相反的，中轴处的米会越聚越多，因此判断，碾子给米粉的摩擦力向后，从而反证米粉（碾盘）给碾子的摩擦力方向向前。
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第四个实验:在充满气的摩托车的前轮上紧紧地间断地贴上了8块透明胶纸，当我在两天半的时间内从学校到家、从家到学校骑行了10千米多点时，紧贴在轮胎上的透明胶纸开始出现如我们提着鱼头看鱼身的鱼鳞纹；当骑行12千米后，鱼鳞纹开始大部分翻开。从实验室借来放大镜，在放大镜的帮助下，我小心地用小刀（削铅笔用的那种）慢慢地沿着“纹路”挑起透明胶纸，天啊，翻开的纸片竟然真的上翻啊（面正对前轮胎面观察）！
二、理论分析
如上的实验结果与传统理论正好相反，为了达到实践与理论的高度统一，我作了如下的理论分析——
1、 对前轮平衡状态的再认识。静止时，如图4，
车轮受到两个力的作用：重力G和支持力N。必须强调的是：重力的重心在轴心O，车轮与地面的支点（或接触点）在它们的切点C处；重心或重力所在的射线与支点在同一条铅垂直线上。这样以来，支点C在竖直直线的下方、重心点O在上方，它们处于不稳定平衡状态。有人说：车轮在前
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进时，重心的高度不变，是随遇平衡。是的，对于车轮整体来说，定义它为“随遇平衡”似乎没有什么不可，但是，具体问题必须具体分析，如图5，我把车轮平面分解成四个长方形（两端仍是圆弧），这个组合图形的转动一定与车轮相同。从竖直的一个长方形分析，重心O正在支点C的上方，当有力作用使重心O稍微偏离平衡位置时，重心O的位置一定降低，重力对支点C的力矩就会使它继续远离平衡位置，使车轮自己去建立新的平衡（理论上，支点C左右边的弧都处于“悬空”状态，当重力被转移到它们上边时，相对平面来说，重心都具有下
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降的趋势，轮胎气不足时出现“卡带”现象足以证明）。因此，透过现象看本质，车轮确实是由无数个不稳定平衡的两端为弧形的长方体组件组合的一个整体，这一个个可知而不可分的组件的不稳定平衡是很容易被打破的。假如这时有一个水平向左的拉力作用在轴心O时，原来的平衡将立即被打破，车轮的重心左移，人性化的说：车轮将寻求新的平衡，这时图5的支点C已经被新的支点D取代，如图6（第一个实验中的圆球自己滚动证明了这个道理）。但是，车轮是圆的，它的新旧支点间的
距离是用要多小有多小的“点”来计量的，所以没有人去考虑它的“不稳定平衡”，然而，这无数个“点”的功劳却是巨大的，它的不断更新和循环往复，才使得车轮在通过轴心O的水平拉力作用下滚动前进——这才是前轮运动的真正原因；当拉力F逐渐增大时，支点变换的频率也随着增大，车轮旋转的也越快，反之亦然；当拉力消失后，车轮因为惯性继续前进，但向前的摩擦力同时阻止着支点的变换，所以在行驶一定的路程后便恢复到静止时的平衡状态。看我放大的图形7，这个庞然大物立在锥尖上是多么的容易被水平方向的一个小小的力打破“现状”啊！
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、杠杆原理对车轮受到水平拉力时的分析。如图8，车轮受到一个水平向左的拉力F，其力臂为车轮半径OD，整个车轮负担的重力始终作用于支点D处（严格地说，接触的地方不是一个点而应该是一条横截线）。根据杠杆原理，力F的力矩应该是F．OD，但是，由于支点D在力臂OD的顶端，力矩F．OD无法通过它产生反力矩，可它通过支点D处的最大贡献（作用效果）是产生向右的运动趋势，这样以来，向左的静摩擦力便同时产生(这也正是前轮比后轮磨损得慢的直接原因之一)。假如我们把OD延长到点G的箭头处，当力F起作用时，点D真正起到了支点的作用，向右的反力矩便十分明显，可事实上DG线段几乎不存在，所以容易给人的错觉是地面对车轮向右的摩擦力使之运动。第三、四个实验证明了这个分析，中央电视台和人民日报2007年8月30日报道的马来西亚“牙齿王”拉瑟克里什南在首都吉隆坡用牙齿成功将一列297.1吨重的火车拖动2.8米的事实也是极好的佐证。
3、
不倒翁受平面摩擦力方向的印证
如图9，这是静止和到达左右极限状态时的示意图。当用手指在静止的不倒翁较上部位向左“点”一下后，由于惯性，它会向左到达极限点B作瞬时静止，随之再向右过点A后到达右边的极限点C。在这一过程中，不倒翁所走过的路程是线段2BA＋AC的长。以中间状态为例，假如平面给不倒翁的摩擦力方向向右，那么，弧点A一定会向右转动，它左边的点便紧接着接替它的位置，不倒翁就不会到达左边的极限点B，所以，要到达点B，摩擦力必须阻止它向右转动，因此判定，平面给不倒翁的摩擦力方向与运动方向相同，第二个实验正好与之互相印证。
综合上述实验探究和理论分析，可以看出，当自行车前轮的轴心受到向前的推（拉）力后，重心具有向前运动的趋势，因为轴半径受杠杆作用的影响，轴半径与接触面的切点处随之产生向后运动的趋势，所以，很自然地得出这样一个结论：自行车前轮所受地面摩擦力方向向前！推而广之，一切车辆的前轮（从动轮）所受地面摩擦力方向向前！

收起

不要被忽悠了 漏洞百出啊

这要看是主动轮还是从动轮
主动轮摩擦力与运动同向（不然动不起来），被动轮反向。
自行车一般是后轮驱动的。
你想想前轮凭什么向后转，它不是只受重力和摩擦力么？
——对了，就是摩擦力推着前轮向后转的。

经寒门学士近2年的研究、争论表明：自行车前轮、后轮受到平面的静摩擦力的方向——向前——与前轮前进方向一致。