自行车运动的原理一：摩擦力的应用

自行车的运动是依靠车轮与地面之间的摩擦力前进的。因为自行车有重量和自重，而车轮与地面都不光滑，当人们骑上自行车并用力推动时，后轮与地面之间会产生静摩擦力，这个静摩擦力的方向与自行车前进方向相同，从而推动自行车向前运动。

自行车运动的原理二：杠杆

自行车的控制前轮转向的杠杆是车把，这是一个省力杠杆，人们只需用很小的力就能转动自行车前轮，从而控制自行车的运动方向和平衡。

控制刹车闸的杠杆是车把上的闸把，也是一个省力杠杆，人们只需用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上。

自行车运动的原理三：轮轴

自行车的运动原理还包括轮轴。中轴上的脚蹬和大齿轮组成省力轮轴，脚蹬半径大于大齿轮半径。自行车车把与前叉轴组成省力轮轴，手握把外的半径大于前叉轴的半径。后轴上的齿轮和后轮组成费力轮轴，齿轮半径小于后轮半径。

自行车运动的原理四：人的施力

人们通过脚对脚蹬施加力，从而通过曲柄带动链轮的转动，链轮又通过链条带动飞轮的转动，飞轮进而驱动后轮转动。由于后轮与地面的摩擦力，使得后轮与地面不会相对滑动，而后轮在地面上滚动，整个车子就运动起来了。

通过对自行车的受力与动力学分析，可以发现，对于自行车来说，匀速运动是不存在的。以前轮为例，由于轮子的对称性，前轮的质心在它的中心。在运动过程中，自行车前轮必然会受到地面的阻力，这个力不过前轮的中心，而车架通过前轴对前轮的力必然会过质心，这样一来，前轮受到的合外力矩必然不会为0，因此前轮不会匀速地转动。骑自行车时，脚也不是一直都在用力蹬脚蹬，当脚用力蹬脚蹬时，车子就会加速，当不太用力时，车子又会减速，实际的骑自行车过程就是交替地加速减速。