关键字:省力杠杆,踮脚,初中物理,知识点
在杠杆这一节,我们会接触到一个比较特别的知识,即以我们人体的某些动作来做省力杠杆和费力杠杆的判定,关于这个内容,曾经某地有一年的中考就出现过这个题目,所以也是很重要的。
当你踮起脚尖时,是不是感觉很费力?起码要比落脚时要费力多了,对不对?
也因此,很多人包括很多初次接触初中物理杠杆知识的初中生朋友们都认为踮脚动作是费力杠杆!
他们的依据是,感觉很费力!
可是,学习物理最怕的就是凭感觉得出结论,谁凭感觉做题,谁一定学不好物理。
事实是,初中物理杠杆知识最终告诉我们,踮脚杠杆实际上是省力杠杆!
有关生活中的各种省力杠杆和费力杠杆的判断问题,属于中考物理必考知识点,今天我们就来归纳一下有关“人体中的杠杆”问题。
由于骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统,尽管人体的各种运动很复杂,可是最基本的运动都是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的,其源头模型就是杠杆!
我们一起来看看下面这道中考物理题:
在前臂杠杆中,肘关节可以认为是支点,拳头的压力是阻力,上臂的肌肉对前臂骨骼施加的力是动力。
那么,抬腰杠杆是省力杠杆还是费力杠杆?踮脚动作又到底为什么是省力杠杆呢?
做这种题,最让人担忧的就是不动手的同学,直接凭借感觉和想象来做题,比如说抬腰这个动作,有的同学说感觉不费力,应该是省力杠杆。
但凡画一画力臂,就能一眼看出来抬腰杠杆是个费力杠杆,原因如下图,动力臂小于阻力臂,因此动力大于阻力,所以是费力杠杆。
反过来,哈腰动作中,动力、阻力、动力臂、阻力臂都恰好与抬腰动作相反,动力臂大于阻力臂,因此动力小于阻力,所以是省力杠杆!
作图如下:
我们接着来看本文开头所说的踮脚杠杆, 如下图所示,小腿后方肌肉所施加的向上的拉力为动力,身体对脚底杠杆的压力阻力,画出力臂如图,可以看出来,动力臂大于阻力臂,因此动力小于阻力,为省力杠杆!
那为什么我们并没有感觉出来踮脚杠杆是省力杠杆呢?明明就是感觉很费力啊。
事实是,脚底板是个杠杆,脚底板如果有大脑的话,它就会感觉很省力,可是,脚底板几乎没有什么知觉,真正感觉费力的是我们的小腿肌肉,小腿肌肉会感觉酸胀、时间久了次数多了甚至还会感觉酸痛!
具体杠杆作图如下:
很显然的,落脚杠杆的动力、阻力、动力臂