《踮腳究竟是省力杠杆還是費力杠杆？太極拳原理是杠杆原理嗎？》

某中考試題的“22.人體的杠杆”這道填空題是誰出的題？踮腳究竟是省力杠杆還是費力杠杆？

頭條号“物理一百分”認為踮腳是省力杠杆。對不對呢？

人體的骨骼雖然可以用杠杆模型來研究，但具體到每一塊具體的骨的運動都是由什麼骨骼肌參與施加了作用力，對于沒有學習過人體解剖學的初中生來說是很不清楚的，就是物理教師也未必都十分清楚。人擡自己的小臂屬于省力杠杆還是費力杠杆的問題可以考。擡腰和踮腳分别屬于省力杠杆還是費力杠杆的問題就不适合考了。

另外，原題的答案認為踮腳應該填寫“省力杠杆”也不合理。因為人站立着做踮腳動作也就是擡起後腳跟的動作時，人的身體需要前傾，重力的作用線不再根原來支持力的作用線在同一條豎直線上，重力作用線前移，重力臂不再為零，身體就會在重力矩的作用下繞原來的支撐點向前傾倒，腳後跟就會擡起來。這時，如果人不進行控制，人就會加速轉動而倒地。站立的人為了既能擡起腳後跟，又能保持站立狀态，就需要一個反方向的動力矩與重力矩平衡。産生這個動力矩的力是地面對前腳掌某一點施加的作用力。開始動力臂顯然小于阻力臂（重力臂），動力矩小于重力矩，身體繞腳前掌的後邊緣線這個軸向前轉動以傾斜身體擡起腳後跟，但當腳後跟擡到一定高度靜止時，動力臂等于重力臂，動力矩等于重力矩，地面對腳前掌的支持力等于重力。地面對腳前掌的作用力是人的腳前掌在相關的骨骼肌作用下下壓地面産生的作用力的反作用力。對腳前掌這個杠杆來說，骨骼肌施加的作用力的動力臂是小于地面對腳前掌支持力的阻力臂的，所以骨骼肌施加于腳前掌這個杠杆的作用力大于地面對腳前掌這個杠杆的支持力，也就是動力大于阻力，因而腳前掌這個杠杆是費力杠杆。

關于踮腳的問題，我再補充一下我對該題的看法，題中踮腳圖中的向上的箭頭如果表示人的肌肉施加的動力，那麼這個力就像無源之水是根本不可能形成的。人要想通過肌肉對骨骼形成作用力，追本窮源必須落實到地球對人施加的重力和地面對人施加的的支撐力上，否則是不存在的。這個“力”的上端最終找不到由地面提供的支撐點，所以是不存在的！

我們還可以從另一個角度分析證明該題踮腳問題是不合理的。你在分析踮腳問題時認為腳底闆這個杠杆受到身體施加于它的“壓力”。你想過沒有？身體之所以能夠對腳底闆産生壓力，是因為人身體受地球施加的重力。所謂的人身體對腳底闆的壓力實際上就是人對地面的壓力，大小應該等于地球對人施加的重力，方向相同。亦即人對地面施加的壓力跟地球對人施加的重力大小相等，方向相同。而人對地面的壓力跟對面對人的支持力是作用力與反作用力的關系。根據牛頓第三定律，地面對人施加的支持力跟地球對人施加的重力大小相等，方向相反。那麼，地面對人施加的支持力跟地球對人施加的重力大小相等，方向相反。這時在腳後跟位置不可能再有一個向上的作用力，否則腳底闆就不可能平衡。腳底闆不能平衡，人也就不可能平衡。

人踮起腳的同時要保持平衡，地面對人施加的支持力和地球對人施加的重力必然是二力平衡的關系，不可能有另外的向上的力作用于腳後跟。因此所謂的“肌肉對腳後跟向上的拉力”是不可能存在的！

還有，擡腰時屬于費力杠杆，彎腰時也屬于費力杠杆，并不是省力杠杆！

另外對擡頭和低頭各屬于什麼杠杆的分析也不對！

人體的杠杆沒有省力杠杆，都是費力杠杆。因為骨骼肌施加于骨杠杆的力的作用點離該骨的關節軸很近，動力臂很小，總是小于阻力臂，于是動力總是大于阻力。

說到人體杠杆，就想起了太極拳。闫芳在收徒儀式上推手視頻被大衆質疑其真實性，因為大家看不到闫芳用力，弟子就亂蹦亂跳，還晃顫轉圈，認為違背力學常識。央視台新聞1 1欄目認為：太極拳借力打力四兩撥千斤都是真的，但闫芳推手一點力都不用就産生那麼明顯的效果是不可能的。有記者就太極拳四兩撥千斤的問題去請教物理老師，某學校的初中物理教師就用省力杠杆的原理來解釋太極拳的四兩撥千斤。這位初中物理教師隻寫了一個杠杆平衡的公式，畫了一個杠杆的圖，标出支點、動力、動力臂、阻力、阻力臂，然後說，因為動力臂大于阻力臂，所以動力小于阻力。記者肯定初中也學過杠杆原理，也就認可了。五幾年的時候，我國有一位太極拳界的大師叫徐志一。他被太極拳界公認為太極拳大家和太極拳理論家。徐志一寫過幾本太極拳的著作。其中有一著作書名為《太極拳研究》。徐志一也認為太極拳原理就是杠杆原理。理由也是杠杆可以省力。其實，他們的認識都是錯誤的！現在太極拳界很多太極拳大師都沿用徐志一的錯誤結論。他們之所以會出錯，就是因為都沒有正确的應用物理力學概念、力學規律、力學方法認真細緻嚴謹地對太極拳技擊運動進行研究，完全是想當然的猜測。太極拳技擊時是通過順勢而為的方法使對手失去平衡并保持自身平衡的。兩人之間技擊時，某一方能否保持平衡，取決于自身所受的所有外力的作用效果能否平衡，不是僅僅由對手施加于他的作用力來決定的。對手施加于他的作用力很大，他也可能保持平衡。對手施加于他的作用力很小甚至為零，他也可能不能保持平衡。人失去平衡就會站立不穩，就會本能地修複平衡。晃顫、移步、蹦跳、轉圈、躍出、翻滾、傾跌、倒地都是修複平衡過程中出現的現象。闫芳推手并沒有師徒配合作假騙人！

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