這是一個男生們最不應該出錯的物理問題!
同時這也是一道最不可思議的中學物理題,曾經以各種形式在中考題中出現,而實際上,這道題來源于初中物理課本的課後習題!凡是按照感覺和常識來做這道題,而不是依據物理理論推導的同學都無一例外的犯錯了。這個物理問題涉及到一個隻有男生們才經常做的動作,女生們幾乎從來沒有做過的動作,她們也從來沒有體驗過做這個動作時的感受,按理說男生們最應該能回答正确這個物理問題。可是,讓人意想不到的是,幾乎所有人都出錯了。
不信?那我們就來試一試吧。
這個物理問題說的是:當人做俯卧撐時,“向上撐起的過程”和“向下落下的過程”中人體分别是“省力杠杆”還是“費力杠杆”?
男生們對這個動作再熟悉不過了,俯卧撐是男生們最常做動作之一,是一項對人體的鍛煉非常有益處的運動。所以說,男生最不應該出錯。
可是結果是什麼呢?
幾乎所有的男生女生都說,向上撐起的過程中人體是費力杠杆,向下落下的過程中人體是省力杠杆!理由是,在我們所有人的感覺中,向上撐起的過程需要把幾乎整個人體支撐起來,此過程肯定比下落的過程更費力,因為下落時幾乎不需要用力啊!
事實真的如此麼?
讓我們看看用初中物理力學中的“杠杆原理”知識如何來解答吧。
看看上面這個圖,在人體向上撐起的過程中,地面對前臂向上的支持力屬于動力,其動力臂如圖所示;人體的重力屬于阻力,其阻力臂如圖所示。很顯然,動力臂大于阻力臂,根據杠杆平衡公式,可知動力小于阻力,故此過程中,人體為“省力杠杆”!
我們繼續采用類似方法,再看上面這個圖,當人體向下運動時,人體重力屬于動力,地面對前臂向上的支持力屬于阻力,分别畫出動力臂與阻力臂如圖所示。很顯然,動力臂小于阻力臂,根據杠杆平衡公式,可知動力大于阻力,故此過程中,人體為“費力杠杆”!
怎麼樣?事實與我們的感覺完全相反了!
類似的情況我們在擴展一下,依然以人體中的杠杆為例,依然是判斷省力杠杆與費力杠杆問題。請看下面這兩幅圖:
我們看上面人體的杠杆示意圖中的第三個,“踮腳”和“落腳”的過程。腳掌是個杠杆,我們通常的感覺肯定以為“踮腳”時為費力杠杆,“落腳”時為省力杠杆。但是,事實呢?隻要我們畫出支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂這杠杆的五個要素,然後依據杠杆平衡公式就可以判斷出來,事實是恰好反過來的。這是一道中考物理題,當年出錯率非常高。凡是懶得動手的同學幾乎全錯了!
其實,我們看一下這兩個物理問題,是不是感覺非常類似?俯卧撐,踮腳落腳!
所以說,不根據物理知識檢驗的人的感覺都是不可靠的,中學生朋友們一定要養成用物理知識進行嚴格的邏輯推理以及實驗驗證來得出答案的習慣,千萬不要憑感覺、想當然!
中學生朋友們,物理就在我們身邊,萬物之理謂之物理,養成見物思理的習慣吧!為了美好的未來,加油!
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