关键概念
身高
距离
走路
估算
导言
您是否曾经发现，为了跟上某些人的步伐，您需要走得更快，而与另一些人同行时，您又不得不放慢脚步？这很可能是因为您和同行者之间的腿长差异造成的。在这个科学活动中，您将有机会研究不同的人走路速度的快慢，并看看您是否可以利用一个人的步速与其身高之间的关系来估算自己的身高。
背景知识
计步器是一种常被慢跑者和步行者用来记录他们行走了多远距离的仪器。在某些计步器上，当一个人设置仪器记录一次出行时，他们必须将自己的身高输入到计步器中才能获得准确的读数。
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为什么身高是衡量一个人走了多远距离的重要变量？答案的一部分与比率有关。我们的身体有许多有趣的比率。例如，当您伸开双臂时，从一只手尖到另一只手尖的距离通常大约等于您的身高。还有其他比率，每个比率都描述了身体的某个部分在尺寸上与另一部分的关系。由于一个人的腿长与他们的身高成比率关系，因此后者会影响他们迈出的步幅长度。步幅越长，当步行、慢跑或跑步时，在步数相同的情况下，一个人行进的距离就越远。计步器使用这个比率，结合步行和跑步的动作，来计算行进的距离。
材料
• 20英尺长的直人行道或走廊
• 人行道粉笔或两个小物件，用于标记出20英尺的距离
• 卷尺
• 至少三名志愿者步行一小段距离（理想情况下，他们的身高应该不同。）
• 钢笔或铅笔
• 废纸
• 计算器
准备工作
• 找到一个有20英尺长直人行道的地方，或者找到一条至少20英尺长的直走廊。
• 使用卷尺，测量出20英尺的距离，并用人行道粉笔（如果您使用的是人行道）标记起点和终点，或者用不会被移动的小物件分别标记（如果您使用的是室内走廊）。
步骤
• 测量志愿者的身高。他们有多高？将他们的身高写在废纸上。
• 请志愿者以正常的步速和步幅，从您标记的20英尺路线的起点走到终点。当他们这样做时，数一下他们走了多少步。您数了多少步？写下答案。
• 对至少另外两名志愿者重复此过程。每位志愿者有多高？他们走的步数相似还是有差异？务必写下结果。
• 对于每位志愿者，通过将20英尺除以他们走的步数，计算出他们的步长（以英尺为单位）。每位志愿者的步长是多少？
• 对于每位志愿者，通过将他们的步长除以他们的身高（均以英尺为单位），计算出他们的步长与身高的比率。您得到的这个比率是多少？不同志愿者的比率相似还是有差异？计算所有志愿者的步长与身高比率的平均值。务必写下您的答案。
• 最后，使用您的结果来估算您自己的身高。从您的20英尺路线的一端走到另一端，同时数一下您走的步数。将20英尺除以您走的步数。您的步长是多少？然后将您的步长除以志愿者的步长与身高比率的平均值。根据您的数据，您的估计身高是多少？
• 请别人测量您的实际身高。您的实际身高与您的估计身高相比如何？您的估计有多准确？
• 附加题：尝试对更多人进行此活动。例如，您可以去一个有慢跑小径的公园或类似的地点，在那里您可以向路过的志愿者寻求帮助。尝试收集至少10位志愿者的数据。在比较许多人时，步长与身高的比率差异大吗？收集更多数据是否能使您的身高估算更准确？
• 附加题：您可以再次进行此活动，但这次让志愿者慢速、中速或快速行走。一个人的速度如何影响他们的步长？
• 附加题：人体还有许多其他有趣的比率，例如本活动背景知识中提到的那些。您可以研究人体中的其他比率，并想出一个像这样的活动来研究它们。请参阅“更多探索”部分以获取相关资源。从人到人，在人体中还发现哪些其他比率是一致的？观察和结果
当您将志愿者的步长除以他们的身高时，您得到的比率值是否接近 0.4？您是否能够在此基础上大致估算出您的身高，误差在几英寸之内？
计步器的测量基于以下假设：即使身高不同，所有人都有共同的比率和比例。在本活动中，您应该发现这个假设相当准确。平均而言，成年人的步长约为 2.2 至 2.5 英尺。一般来说，如果您将一个人的步长除以他们的身高，您得到的比率值约为 0.4（范围约为 0.41 至 0.45）。这就是为什么您可以取一个人的步长并除以大约 0.43 来大致估算他们的身高——估计身高很可能在他们实际身高的两英寸之内（并且可能更接近）。
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人体简单比率，来自 Bedtime Math 的 Kim Moldofsky
如何通过身高和体重确定计步器的步幅，来自 休斯顿纪事报 的 Amy Sutton 跟上步伐，来自科学伙伴
本活动由 科学伙伴 合作推出