自行车的物理学：探索隐藏在自行车上的物理学奥妙

 轻松的语言、欢快的漫画、浅显易懂的物理知识，让你骑自行车的时候，不仅锻炼身体，还能锻炼大脑。

 自行车的构造、力、运动、能量，各式各样与自行车相关的物理学规律，为你全面展现自行车的工作原理。

 这是一本科学探索式图说。有点烧脑、比较通俗、非常有趣，知识点层层递进、明晰准确，作者仿佛名家侦探，带领你一步步探索隐藏在自行车上的物理学奥妙。

看过这本书，大朋友可以修理自行车，小朋友梦想发明自行车，家长与孩子更能联手改造自己的自行车。

 

正准备翻开本书的你，是否仔细观察过自行车、喜欢骑自行车，还掌握了不少高超的骑车技巧呢？可你是否想过：我们怎么使静止的自行车动起来，并使它一直处于运动状态的？我们又怎么让运动中的自行车停下来，并让它稳稳地站立在地面上？为什么我们骑车上坡觉得很费劲，下坡却觉得很轻松？为什么自行车的运动轨迹不是笔直的？在我们司空见惯的“自行车动作”背后，究竟隐藏了哪些物理学知识？

本书的小主人公健太，是一位好奇心满满的小朋友，他将和胖乎乎的“大熊博士”一起，带你走进自行车背后的物理学世界。通过生动的卡通插画和简单轻快的语言，本书将为你全面展现自行车的具体构造和工作原理。本书所包含的科学技术知识，不仅能让你懂得修理、甚至改良自己心爱的自行车，更能培养起小朋友们仔细观察、科学思考的良好习惯。说不定，本书还能激发你的灵感，引导你亲手造出一辆自行车呢。就让我们骑上自行车出发，去领略物理学的魅力吧！

大井喜久夫，理学博士。毕业于东京教育大学物理系。先后担任御茶水女子大学助教、早稻田大学理工学院物理系教授，现任早稻田大学名誉教授。

大井美佐穂，理学博士。毕业于御茶水女子大学理科学院物理系。先后担任计量研究所（现产业技术综合研究所）主任研究官、东京学艺大学教授，现任东京学艺大学名誉教授。

铃木康平，毕业于自由学园等学院。后攻读早稻田大学研究生，获得理工学研究科物理学硕士学位。在神奈川县立高中工作12年之后，至今一直担任自由学园高等系教师。

板谷聪，其作品分别入选了意大利1999年和2002年的博洛尼亚国际绘本原画展。

译者简介

高远，1991年出生，毕业于赣南师范学院日语系，后取得广西师范大学日语笔译硕士学位。现就职于日企，在工作和生活中积累了丰富的翻译经验。

蒋莉，1976年出生，毕业于西安外国语大学日语系，后赴日深造，取得广岛大学教育学博士学位，曾翻译《让孩子越吃越聪明——儿童大脑营养专家》。

作用于自行车的“力”的秘密  

第0章 作用于自行车的“力”有哪些？  

运动时不会倾倒 

地球对物体具有吸引力 

快速而又轻松地前行 

力与运动 

能量是力的来源 

第1章 量化自行车 

测量自行车的尺寸 

这就是我的自行车/测量长度的工具/

测量直线部分/丈量弯曲部分/

标记在轮胎上的奇怪数字/与家中的其他自行车比较/

使用游标卡尺，进行更精确的测量

●车轮转一圈的长度（圆周与圆周率）

●轮胎的“标称尺寸”和标准的气压

称一称自行车的重量 

自行车的称重方法/比较自行车前后部分的重量

重量与重力 

伽利略·伽利雷的实验/

为什么苹果会从树上掉落？ —万有引力定律/

比较物体的重量和力的大小/力向量 ：力的大小和方向的关系

●质量的单位和力的单位

自行车与重心 

重心是什么？ /寻找自行车的重心/了解到重心的位置后……

●找到重心的方法

●单位的故事

第2章 骑自行车 

牛顿的运动三定律 

“惯性定律”（定律）/“运动定律”（第二定律）/“作用力与反作用力定律”（第三定律）

学习骑车 

推着自行车走走/跨上自行车/稍微滑行一下试试吧

保持平衡

为什么不会摔倒？ /自行车上保持平衡（1）/自行车上保持平衡（2 ）/

晃动中保持平衡/速度与稳定

●婴儿的成长和平衡能力

●哪个更难？

●倾斜的前轮

蹬地前进 

作用力与反作用力/身边的作用力与反作用力

蹬脚踏板前进 

前进靠的是摩擦力/即便想着笔直前进……

刹车制动

刹车的设计

●惯性与惯性力

转弯 

“离心力”

●牢记自行车的骑行手势

●帕斯卡与压强

第3章 自行车的构造Ⅰ 

提速简单，匪夷所思 

车轮的发明/早期的自行车/齿轮的配合

齿轮比/自行车飞轮/自行车的速度和脚踏板的转动圈数

道路的状态与蹬脚踏板的方式/比较物体移动的时速

●蹬1圈约行驶5 米

●场地自行车

●滚动链条

轻松爬坡，令人咋舌 

变速器/齿轮比和脚踏板的重量/做功的原理/齿轮比差异与做功的原理

车身虽轻，支撑足够 

车身构造（车架）/钻石自行车/车轮（wheel ）

很轻所以几乎不受风的影响/支撑车轴的零部件/施加于辐条的张力

第4章 自行车的构造Ⅱ 

骑车省力，不可思议 

杠杆原理/曲柄 ：传递脚踏板的力/把手 ：改变前进的方向/刹车 ：减慢速度

●我们身边利用了杠杆原理的工具

●力的力矩

平稳行驶，神乎其神 

保持速度和方向的特性/倾斜着沿曲线前行/

前轮的偏向与把手/离心力的作用与自行车/

离心力是“虚拟力”/从偏移的前进方向回到原轨迹

●平衡与离心力

经久耐用，难以置信 

边骑车边休息/保证转动顺畅的滚珠轴承/

起到缓冲作用的外胎与内胎/车胎和空气压/

自行车的形状与骑乘舒适度/提供舒适骑乘条件的坐垫

●气阀—防止逆流

第5章 自行车的运动与能量

自行车提速

自行车匀速行驶/提升速度/站立蹬车与滑步上车

●牛顿对速度加快的思考

功与动能 

做功与成为动能/功与动能的单位

●能量产生力做功

●试着了解动能的大小

刹车与摩擦、热能 

利用摩擦力/刹车后的速度变化/急刹车要当心！ /

从卡路里到焦耳—热能的单位

●以摩擦的热能取火

●热也是能量

●焦耳的实验

骑自行车下坡

重力和反作用力/高度与势能/势能和动能/

向热能的转化/能量守恒定律

●试着在玩乐中感受势能

●灵活运用重力势能

骑自行车爬坡 

骑自行车攀登山坡/快速爬坡？缓缓爬坡？ /较重的自行车与较轻的自行车

●功率

自行车所受的阻力 

自行车的行驶逐渐变慢/持续行驶时的力/

1 传动损失（摩擦阻力）/2 车胎滚动阻力/3 空气的阻力/

比较三种阻力的大小/大小、重量以及三种阻力

●弹力球与轮胎的共同点

第6章 能量的神奇之处 

自行车是个小型发电站 

电滚子发电机/发电鼓/发电的原理 ：利用“电磁感应”发电

●观察方位磁针的磁场

●大型发电机的构造

电动助力车 

以发动机辅助人力/发动机转动的奥秘

用发电机刹车！ 

再生制动

●在各种各样的交通工具上的应用

从启动到停车 

使交通工具行驶的能量 

能量之源

●发电

变幻莫测的能量 

能量的变身/能量的总量/需消耗多少能量？

各章节要点 

词汇索引