力学小实验—逃出体外的重心

小学教育网

　　人的重心到底在哪里？这个问题不是一下子能解决的，因为重心很“不安分”，随时随地都在变换着它的位置。站立的时候，重心在你的腰部；但是当你举一下胳膊或抬一下腿的时候重心就变了；向前或向后弯腰时，重心还会跑到身体的外面。所以，重心的“不安分”，是来自你姿势的变化。用实验的方法可以方便地了解身体重心的变化，你可以用硬纸片做一个人体模型，这个人体模型是由头、上身、下身、和四肢组成的，人体模型的各个关节可以用按扣连接，能够转动做出不同的姿势。体育教练也常用类似的方法来研究人体的重心。
　　测量物体的重心的方法很简单，就是用绳把模型吊起来，顺着绳子的方位向下画一条线；然后再换一个地方吊起，再画一条线，两条线的交点就是模型的重心。如果画的两条线在模型上交不在一起，就要延长交在模型的外面，这时重心就在体外。知道了这种方法，你就能测出人体的各种姿势的重心位置。
　　下面我们用这个模型来研究跳高运动员的重心，我们都知道世界的跳高记录在不断地刷新，是不是现代人的弹跳力比古代人更好了呢？
　　科学家通过大量的实验发现，人的弹跳力都相差不多，大约在1米左右，即使优秀的跳高运动员也高不了多少。人体的整个重量可以认为集中在重心上，所以弹跳力只决定重心升高的高度，如果站立时重心距地面1米高，弹跳高度是1米，在你跳起来时重心升起的高度就是2米。
　　但是跳高的规则是要求人体通过横杆，而不一定是重心，如果我说许多跳高选手都是从横杆底下“钻”过去的，你一定认为这个说法十分稀奇。当然，我这句话只说了一半，应该更准确的说，跳高运动员的重心是从横杆的下面钻过去的，而不是人从下面钻过去的。
　　这就是跳高的记录在不断提高的秘密。
　　跳高有许多姿势：跨跃式、滚式、背跃式等，目前优秀的运动员都采用背跃式，没有人再用跨跃式，这是为什么？
　　现在让我们用实验来回答这个问题。
　　把你的人体模型折成跨跃式、滚式、背跃式三种形式（如果你不能使模型四肢很好的转动和固定，也可以做3套人体模型），然后来测量它们的重心。你会发现运动员用跨跃式过杆时，他的重心在臂部上；滚式的重心比跨跃式要低一些；背跃式的重心最低在身体的下面。
　　原来。在过杆时，重心越低，跳高的成绩就会越好，当你正确地使用背跃式过杆的时候，重心会低于身体300毫米左右。一个身高为2米的人，弹起1米，他的重心高度可以达到2米，这时他就能跃过2.  30米的横杆，而他要是使用跨跃式，连2米的横杆都过不去。