骑自行车上坡为什么比推着更累？

忽然发现这其实是个好问题，先从运动生物力学的角度来解答一下吧

这是用 Opensim 模拟的行走时下肢以及部分核心肌群协同的动画

一个被我们忽略的事实：人类经过长时间的进化，行走时的生物力学效率是极高的。无论是骨骼结构，还是肌肉协同，行走这一动作模式是刻在基因里的；任何其他后天习得的动作，生物力学效率都无法和行走相比

骑车和走路对比，从能量利用效率来看（能量利用效率=对外输出机械功 /，

）,我在下面两篇文献中发现，普通人群行走的能量效率大概是 25%~30%； 而骑行的能量利用效率仅为 20%左右。

Gaesser Glenn， Tucker Wesley， Cycling Efficiency and Energy Cost of Walking in Young and Older Adults[J], Journal of Applied Physiology, 00789.2017
Jabbour Georges， Iancu Horia， High-intensity interval training improves performance in young and older individuals by increasing mechanical efficiency[J], Physiological Reports, 10.14814

之所以平时觉得骑车比走路快、轻松，是因为自行车在平整路面时，可以靠轮子的滚动，在不做功的情况下滑行。而一旦自行车的”滑行优势“消失，例如在崎岖山地路面、陡坡，骑车就不如走路省力了

今年过年期间，我和几个朋友一起骑（推）山地车穿越贡嘎环线，深刻体会到了这一点。特别是在高海拔山地环境下，哪怕是 10%~15%的坡度（高山草甸路况），我们可能骑上几分钟就精疲力竭（我们都是有着近 10 年训练经验的自行车运动员，骑车效率可比普通人高多了）；而推车的话，我们可以推上一个小时再停下来休息，而且骑车和推车速度也差不多。

大概就是这样的路况，高海拔情况下，骑车远比推车费力。更别提有些时候路况是下面这样的：

此外，在专业、职业自行车运动员的训练中，很重要的一个训练内容就是用大齿比在陡坡上进行坐踩训练。这种训练方式可以有效加强下肢的专项力量，并且运用大力量骑行，可以强化下肢踩踏动作的发力模式、增强下肢肌群协同，从而提高骑行的踩踏效率

对于我们进行过专业训练的人来说，铺装路面的陡坡骑行要比一般人轻松多了，也比较容易控制。哪怕是坡度接近 40%的陡坡，我们都可以轻松骑上去

但是，能骑上去不意味着这很轻松······给大家做个简单计算吧，能维持自行车不倒的最小速度和步行速度相近，大约为 1m/s，如果是 40%的坡度，人和车重量按 70kg 计算，这个坡度差不多是我用标准盘能上的极限（齿比 39：28=1.39）

这种情况下的输出功率大约为

w

这时候踩踏的力量大概为多大呢？已知曲柄长度 L=170mm，轮径 700C

计算出轮子转动角速度：

由下面的公式计算出曲柄转动角速度：

踩踏扭矩：

对应的需要的踩踏力量：

40%的坡度，健康成年人走上去不成问题。但是想要骑车上去，至少需要 803N 的踩踏力量，这个踩踏力量还是一个周期的平均值，并且需要很好的踩踏动作去发力输出才有可能骑上这样的陡坡。

我在自行车运动员里力量水平算是非常好的，65kg 体重，深蹲 160kg，硬拉 180kg，引体向上可以轻松拉 30 个，有了这样的力量储备，所以我爬陡坡的能力比其他人好很多。就算是这样，20%陡坡连续骑 1km/30%陡坡 500m/40%陡坡 200m，差不多也是我的极限了

结论

徒步上陡坡：健康成年人，有腿就行，可以持续走

骑车上陡坡：专项力量水平极强的专业运动员，有着优秀的发力模式，并且陡坡长度不能太长