自行车的物理学

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，大井喜久夫、大井操、铃木康平著的《自行车的物理学（精）》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！

板谷聪，出生于日本埼玉县。绘本作品有《熊哥哥和熊弟弟》《马虎先生找东西》；插画作品有《月光故事集》《龙飞到教室了！》。此外还有“龙”系列、“大熊小塔”系列作品。作品曾人选博洛尼亚靠前绘本原画展(1999、2002)。
大井喜久夫，早稻田大学名誉教授。专攻凝聚态物理学。理学博士。1933年生于日本长野县。1958年修完东京教育大学研究生院硕士课程。曾就职于御茶水女子大学，后历任早稻田大学理工学院教授、研究生院理工学研究科委员长等职务。现任早稻田大学理工学院综合研究所产学合作交流会下一代界面研究会代表。译有《玻璃的物理》，另有多部合著作品。
大井操，东京学艺大学名誉教授。专攻光学、激光、物理教育。理学博士。1936年生于日本秋田县。1959年毕业于御茶水女子大学理学院物理系。曾就职于通商产业省计量研究所(现产业技术综合研究所)，后历任东京学艺大学教授、研究生院联合学校教育学研究科科长。著有《单位一览》，编著有《光学元件基础及应用方法》，与田幸敏治合著《激光入门》，另有多部合著作品。
高远，1991年生人，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。蒋莉，1976年生人，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。
铃木康平，毕业于自由学园高等学院。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。

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，进行更准确的测量
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”(第一定律)／“加速度定律”(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
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
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／传动损失(摩擦阻力)／车胎滚动阻力／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