騎自行車是一種低碳環保的出行方式，當在騎行途中遇到爬坡路段時，會非常吃力。如果所騎的是普通自行車，可以采用“S”形路線的騎行方式，讓騎行變得輕松一些。那么，這其中蘊含著什么原理呢？
從做功的角度來看，坡作為物理學中的斜面模型，如同杠桿、滑輪一樣，可以起到省力的作用。以杠桿為例，動力臂的長度是阻力臂的幾倍，就能達到幾倍的省力效果，而同樣對于光滑斜面來說，斜面長度是高度的幾倍，就能達到幾倍的省力效果。也就是說根據斜面原理，斜度越小或者斜面越長，則越省力。
為什么斜度越小越省力呢？因為當物體處于斜面上時，其中一部分重力會由斜面承擔。由圖1和圖2可以看出，物體的重力豎直向下，重力可分解為兩個相互垂直的分力：一個平行于斜面，另一個則垂直于斜面。垂直于斜面的分力完全由斜面承擔，無需其他的力進行作用。也就是說，斜面能夠承擔物體一部分重力，而且斜度越小，斜面所能承擔的物體重力越大。當斜面的斜度為零時，此時的斜面就變成了水平面，垂直于斜面的力會達到最大值，即等于物體的全部重力。當把物體從斜面底部向上推動時，共需要克服兩個力：一個是平行于斜面向下的分力，另一個是物體與斜面之間的摩擦力。這兩個作用力要比物體自身的重力要小，所以推動物體向上行進會比垂直抬動更為省力。
“S”形爬坡就是利用了斜面的特性，達到了省力的目的。但“S”形爬坡也有一定的缺點，那就是費時和做功多。相比于直線爬坡，“S”形爬坡的路程變長了，在增速不多的情況下也就增加了爬坡的時間，同時又要克服摩擦力做功，因此爬坡所做的功也相應增加了。
日常生活中使用的許多工具如斧頭、小刀、螺絲、螺母，還有盤山公路等也都是利用了斜面省力的原理。
本文由北京市第六十五中學一級教師 胡曉艷進行科學性把關。
