張長庚

俯臥撐是一項常見的健身運動，也是同學(xué)們必修的體育科目之一，有時還是打賭時必選的體罰方式。在做俯臥撐時，人體相當(dāng)于一個杠桿，包含很多物理知識。這里考同學(xué)們一個問題：做俯臥撐時，在撐起和落下過程中，人體是省力杠桿還是費力杠桿呢？

吃過俯臥撐苦頭的同學(xué)可能馬上會說：撐起的過程最費勁兒，當(dāng)然是費力杠桿了;落下的過程幾乎不需要用力，一定是省力杠桿！事實真的如此嗎？讓我們用杠桿知識來仔細(xì)分析一下吧。

俯臥撐及示意圖如圖1所示，A是人體的重心，O是腳的支點，F(xiàn)2是人體受到的重力，F(xiàn)1是地面對前臂的支持力。向上撐起的過程中，地面對前臂的支持力屬于動力，其動力臂為[l1]，人體重力屬于阻力，其阻力臂為[l2]，很顯然，動力臂大于阻力臂，根據(jù)杠桿平衡公式，可知動力（支持力）小于阻力（重力），所以在撐起的過程中，人體為省力杠桿;相反，在落下的過程中，人體重力屬于動力，動力臂為[l2]，地面對前臂的支持力屬于阻力，阻力臂為[l1]，動力臂小于阻力臂，根據(jù)杠桿平衡公式，可知動力（重力）大于阻力（支持力），所以在落下的過程中，人體為費力杠桿。

怎么樣？事實與我們的感覺完全相反了！

類似的情況我們擴展一下，以踮腳動作為例，依然是判斷省力杠桿與費力杠桿問題，如圖2所示。按照我們通常的感覺肯定以為踮腳時為費力杠桿，落腳時為省力杠桿。但是，只要我們畫出支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂這杠桿的五個要素，然后依據(jù)杠桿平衡條件就可以判斷出來，答案恰好是反過來的。

所以說，同學(xué)們一定要養(yǎng)成用物理知識進行嚴(yán)格的邏輯推理以及通過實驗驗證來得出答案的習(xí)慣，而不要憑感覺和想當(dāng)然。