三種杠桿示意圖 杠桿原理示意圖

杠桿示意圖(三個杠桿示意圖)
這是男生不應該出錯的物理問題!
同時這也是最不可思議的中學物理題,曾經以各種形式出現在中學試題中 。其實這個問題來源于初中物理課本的課后習題!所有根據自己的感覺和常識,而不是根據物理理論做這道題的同學,無一例外都會出錯 。這道物理題涉及到一個只有男生才會經常做的動作 。女生幾乎沒做過,也沒體驗過做的感覺 。按理說,男生應該能答對這道物理題 。然而令人驚訝的是,幾乎所有人都犯了錯誤 。
不相信我?那我們試試吧 。
這道物理題說:人在做俯臥撐時,人體分別在“抬起”和“落下”的過程中,是“省力杠桿”還是“省力杠桿”?
男生對這個動作比較熟悉 。俯臥撐是男生最常做的動作之一,是一項對人體非常有益的運動 。所以,男生完全不要犯錯 。
但是結果呢?
幾乎所有的男生女生都說,人體在撐起的過程中是省力杠桿,在落下的過程中是省力杠桿!原因是,在我們所有人的感覺中,撐起的過程需要支撐幾乎整個人體 。這個過程肯定比摔倒的過程更費力,因為摔倒的時候幾乎不需要力氣!
真的是這樣嗎?
我們來看看如何用初中物理力學中的“杠桿原理”知識來求解 。
看上圖 。人體向上撐起時,地面對前臂的向上支撐力屬于動力,其動力臂如圖所示;人體的重力屬于阻力,其阻力臂如圖 。顯然,動力臂大于阻力臂 。根據杠桿平衡公式,功率小于阻力 。所以在這個過程中,人體就是一個“省力杠桿”!
我們繼續采用類似的方法,再看上圖 。當人體向下運動時,人體的重力屬于動力,而地面對前臂向上的支撐力屬于阻力 。畫出動力臂和阻力臂,如圖所示 。顯然,動力臂比阻力臂小 。根據杠桿平衡公式,力量大于阻力,所以人體在這個過程中就是一個“費力的杠桿”!
最近怎么樣?事實和我們的感覺完全相反!
我們在拓展類似的情況,還是以人體內的杠桿為例,還是判斷省力杠桿和省力杠桿的問題 。請看下面兩張圖片:

我們再來看上面人體杠桿圖中的第三個,“踮腳”和“著地”的過程 。腳掌是一根杠桿,我們通常覺得“踮腳”時是費力的杠桿,“落腳”時是省力的杠桿 。但是,真相呢?只要我們畫出杠桿的五個要素:支點、力、阻力、力臂、阻力臂,那么就可以根據杠桿平衡公式來判斷了 。事實恰恰相反 。這是一道中考物理題,錯誤率很高 。幾乎所有懶得做的同學都錯了!
其實我們來看看這兩個物理問題 。是不是感覺很像?俯臥撐,腳尖向下!
所以,沒有根據物理知識檢驗的人的感覺是不可靠的 。中學生朋友們一定要養成利用物理知識進行嚴格的邏輯推理和實驗驗證來得到答案的習慣 。千萬不要憑感覺想當然!
中學生,物理就在我們身邊,一切的原理都是物理 。養成見物思人的習慣!為了美好的未來,加油!

【三種杠桿示意圖 杠桿原理示意圖】

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