师：同学们，大家好。今天我们一起来学习 1.8 自行车上的简单机械。同学们，在我们生活的城市里，有一种既环保又健康的出行交通工具，大家知道是什么吗？
生：自行车！
师：没错，就是自行车。它不仅给我们出行带来便利，还环保健康。自行车的种类很多，除了日常骑行的普通自行车，还有伸缩折叠自行车、双人自行车、山地自行车等等。自行车依靠人的力量前进，那人脚蹬的力是怎样传到车轮上的呢？我们来看一段视频。
（播放视频）
师：原来是齿轮和链条将脚蹬的力传递到后轮。那自行车上前后两个不同的齿轮有什么作用呢？我们通过实验来探究一下。实验需要用到链条、两个大小不同的齿轮、两根短轴、一根立柱。首先，当大齿轮带动小齿轮转动时，转动速度会发生什么变化？当小齿轮带动大齿轮转动时，转动速度又会如何变化？
（老师边说边操作示范）
师：先用短轴将小齿轮和大齿轮固定在立柱上，注意要让大小齿轮能够自由转动。再用链条套在两个齿轮的外围。现在转动大齿轮一圈，大家注意观察小齿轮转动的圈数，并将观察到的数据记录在表格中。
（学生操作记录）
师：接下来，把大齿轮和小齿轮的位置交换，重复刚才的实验过程，转动小齿轮一圈，观察大齿轮的转动情况。
（学生继续操作记录）
师：让我们看看记录的数据。大齿轮齿数 40 个，小齿轮齿数 20 个。大齿轮带动小齿轮时，大齿轮转一圈，小齿轮转了两圈。小齿轮带动大齿轮时，小齿轮转一圈，大齿轮转了 0.5 圈。通过这两组实验数据的对比，大家有什么发现吗？
生：大齿轮带动小齿轮转动时，小齿轮转动比大齿轮快；小齿轮带动大齿轮转动时，大齿轮转动比小齿轮慢。
师：非常好。仔细观察自行车上的前后齿轮大小情况，我们会发现与脚踏板连着的是大齿轮，链条后面一般连着的是小齿轮。为什么要这样设计呢？因为大齿轮带动小齿轮转动时转动速度快，后齿轮半径越小，转过的圈数越多。后齿轮带动后车轮转动，它们转动圈数一致，所以后齿轮越小，脚踩一圈后车轮转动的圈数越多，自行车前进的距离也就越长。有些同学家里还有变速自行车，变速自行车的后轮由多个大小不同的齿轮组成，它是怎样实现变速的呢？我们也通过实验来探究一下。如果想在家利用变速自行车做实验，一定要注意安全，千万别压伤手指。
（老师继续示范实验步骤）
师：首先将链条固定在最大的后齿轮上，调整位置并放置标志物，转动脚蹬一圈，观察后齿轮标志物转动的圈数。同样，把链条固定在最小的后齿轮上，调整位置并放置标志物，转动一圈脚踏板，观察后齿轮上标志物转动的圈数。
（学生操作记录）
师：我们把本次实验的数据统计在表格中，分析一下能发现什么规律。大后轴齿轮数 30 个，小后轴齿轮数 15 个。当脚蹬转一圈时，大后轴齿轮转约为 1.3 圈，小后轴齿轮转动约为 2.6 圈。大家发现规律了吗？
生：当脚踏频率不变时，后轴变速齿轮越大，自行车行驶越慢；后轴变速齿轮越小，自行车行驶越快。
师：没错，这就是变速自行车的奥秘。除了齿轮和链条，自行车上还有很多不同的简单机械。我们先来看它的基本构造，自行车一般有车把、车前轮、脚蹬、大齿轮、小齿轮、链条、车后轮、车座等。下面，大家来找找自行车上还有哪些简单机械。可以按下暂停键思考一下，把发现填在记录表中。