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孩子离不开玩具，好的玩具，不但可以让孩子开心，还能引起孩子对世界的好奇和思考，而这些品质，对孩子日后的发展大有裨益。

昨天是儿童节，就让咱们盘点一下，看看这些大家耳熟能详的小玩具背后的原理吧。

小时候应该都玩过发条铁皮青蛙吧！除了小青蛙，回力车、八音盒也都要用到发条。

上发条的时候，我们手上的动能传递给发条，以弹性势能的方式存储在发条里。当松开手时，发条就缓缓舒展，把弹性势能重新转化为动能，让铁皮青蛙呱呱叫着往前跳，让回力车冲向终点线，让八音盒的滚筒拨动琴弦，奏响美妙的音乐。

在大人的世界里，弹性势能与动能的转换还能用来做其他事情。比如从远古时代起，世界各地的人们就发明了弓箭，利用弹性势能来捕猎打仗。现在，人们把发条放到机械表里，让它驱动指针转动，或是放进卷尺或吸尘器，让它帮着快速收起卷尺或线缆。老式的沙发里面装的是弹簧，汽车和许多大型精密设备使用弹簧或者液压装置来吸收运动能量，达到减震的效果。

这个原理在太空中的用途之一，是帮航天员称体重。航天员把自己固定在已拉伸弹簧的一端，当弹簧恢复原位时，同时测量航天员的回弹加速度，就能求出航天员的体重。

陀螺这个玩具，全国各地的叫法不太一样。

陀螺的个头常常比较小，大个子弓着身子玩一会儿，腰就直不起来了。大孩子和老儿童们适合玩抖空竹，两根棍一条绳，就能抖出许多花样。

不论陀螺还是空竹，共同的特点是转得稳。为什么它们能转稳？背后的原理是角动量守恒。角动量是衡量物体旋转的一个物理量，它的方向和大小不会轻易改变。玩过指尖陀螺的小伙伴们都知道，陀螺转起来之后，给它改个方向，就能感受到它强烈的“挣扎反抗”。

利用角动量守恒的规律，人们在枪炮的管壁上刻出膛线，使子弹绕着轴线旋转起来，这样它飞往目标时，就一直弹头朝前，不会在空中翻滚，这样可以飞得尽量远。

抖过单轮空竹的玩家还知道，单轮空竹落到绳上之后，会一边自转，一边围着玩家转。这个现象叫“进动”，是守恒的角动量被地球重力“扭转”后“倾倒”的结果。

感知这个“进动”，装有陀螺的设备就可以知道自己的运动方向发生了扭转。这种设备叫做“陀螺仪”，是飞机、卫星、太空望远镜、空间站上必备的重要姿态控制装置。

竹蜻蜓是中国传统的儿童玩具，它的制作也很简单，一个竹片两端各自削成迎风斜面，中间插根小木棍，两手一搓就能飞上天。

支持竹蜻蜓的物理原理，是牛顿第三定律。当竹蜻蜓转动起来时，叶片的斜面推动空气向下运动，根据牛顿第三定律，作用力必有反作用力，大小相等方向相反，作用在同一直线上，于是空气推动竹蜻蜓向上飞。

来到大人世界里，竹蜻蜓就成了飞机，包括直升机和固定翼飞机。背后的终极支持原理，都是要把空气更有效地推向/丢向下方，从而对机翼/旋翼产生强大的抬升力。

同样是牛顿第三定律，还造就了另一个高级玩具，就是水火箭，好多小伙伴上物理课时都亲手制作过。往密闭的可乐瓶体里打气，猛然推开喷口时，压缩空气推动瓶里的水向下喷出，在反作用力的推动下，水火箭就扶摇直上了。水火箭和正经的航天火箭原理上已经相差不多，只是推进剂不同而已。而在其他方面，都是一样的。

据科普中国微信公众号