在我们每个人的身体上,都有一块平时用的次数最多的肌肉。它的力量强大到超乎想象,而我们早已经习以为常了。这块肌肉就是上臂的肱二头肌!

这块肌肉的力量到底有多么强大呢?

人类学习的体能极限(人身上这块肉的力量强大到不可想象)(1)

我们试着用中学物理知识来解答一下。如果求解这块肌肉的最大力量,其实就是求解肌肉能够承担的最大力。那么首先我们来思考一下,应该用什么中学物理知识来解答呢?

很显然,当手握住拳头或者物体向上运动时,上臂的肱三头肌会伸展开来,肱二头肌会收缩,正是其收缩时产生的力才使得前臂骨骼能够绕着肘关节转动!所以,此时的前臂骨骼可以看成一个杠杆,而肘关节就是杠杆绕着转动的支点,此时,拳头以及物体的压力是阻力,上臂的肱二头肌对前臂骨骼施加的力为动力!也就是说我们可以用中学物理力学中的“杠杆”知识来解答这个问题。

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那么,在求解这个力之前,我们先来说一下“杠杆”的相关问题吧。

杠杆是我们生活中最为常见的简单机械之一,我们每个人都接触过的大量工具,比如筷子、扫帚、羊角锤、跷跷板、酒起子、钓鱼竿、撬棍、镊子、指甲剪、剪刀、钳子、夹子船桨等等,但是很多人仅仅是会使用这些工具,而不会深入的去研究这些物体的特点。

关于杠杆,初中生朋友们为了迎接中考,必须掌握住以下知识点:

理解并能够画出杠杆的五个要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。

会判断杠杆是省力杠杆还是费力杠杆。

理解杠杆的平衡条件并掌握杠杆平衡公式。

明确杠杆何时最省力,并且还能画出此时的力臂。

会求出利用杠杆时的机械效率

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这些基础性的知识点,是每年中考都会常常单独或者结合其他知识点进行考查的。初中生们必须牢固掌握并灵活运用。

回到刚才的问题。我们看看下面这个图。

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图中,人的前臂为一个杠杆,这个杠杆的支点位于关节上的O点,肱二头肌施加的动力作用点为I点,阻力的作用点在杠杆的另一端B点。

下面,重点来了,从手中提的重物到支点的距离大概是从肌肉末端到支点距离的8倍!粗略来说,相当于阻力臂为动力臂的8倍!按照“杠杆平衡公式”F1L1=F2L2,如果我们手中提的重物的质量为50斤时,也就是说阻力大小为250N时,肱二头肌施加的动力大小为2000N,即肱二头肌可以提起的重物的质量为400斤!类似的,如果我们手中提起的重物的质量为100斤,那么肱二头肌可以提起的重物的质量为800斤!

即肱二头肌总是要用8倍的力量去提起重物!换句话说,肌肉的力量可以达到手的力量的8倍!

很显然,按照这一点,我们可以说,其实我也是个大力士!

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由此我们也可以得到另外两个结论:

前臂为费力杠杆!

手的移动速度是肱二头肌移动速度的8倍。

所以说,虽然手上的力量小了,但是却更加灵活敏捷了。这是大自然物竞天择的最终进化结果。

中学生朋友们,生活中处处都有物理知识,物理有趣且有用,养成“见物思理”的习惯吧。为了美好的未来,加油!

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