Question

【題目】 “低頭族”長時(shí)間低頭看手機(jī)，會引起頸部肌肉損傷．當(dāng)頭顱為豎直狀態(tài)時(shí)，頸部肌肉的拉力為零，當(dāng)頭顱低下時(shí)，頸部肌肉會產(chǎn)生一定的拉力．為了研究頸部肌肉的拉力與低頭角度大小的關(guān)系，我們可以建立一個(gè)頭顱模型來模擬實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示．把人的頸椎簡化成一個(gè)支點(diǎn)O，用1kg的頭顱模型在重力作用下繞著這個(gè)支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動，A點(diǎn)為頭顱模型的重心，B點(diǎn)為肌肉拉力作用點(diǎn)．將細(xì)線的一端固定在B點(diǎn)，用彈簧測力計(jì)拉著細(xì)線模擬測量肌肉的拉力，頭顱模型在轉(zhuǎn)動過程中，細(xì)線拉力的方向始終垂直于OB，如圖乙所示．讓頭顱模型從豎直狀態(tài)開始轉(zhuǎn)動，通過實(shí)驗(yàn)記錄出低頭角度θ及細(xì)線拉力F的數(shù)據(jù)．如表：

低頭角度θ/°	0	15	30	45	60
細(xì)線拉力F/N	0	7.3	14.0	20.2	25.0

（1）頭顱模型質(zhì)量為1kg，當(dāng)?shù)皖^角度為60°時(shí)，頸部肌肉實(shí)際承受的拉力是 N；如果真實(shí)頭顱質(zhì)量為8kg，當(dāng)?shù)皖^角度為60°時(shí)，頸部肌肉實(shí)際承受的拉力是 N．

（2）請解釋：為什么低頭角度越大，頸部肌肉的拉力會越大？答 ．

（3）請你就預(yù)防和延緩頸椎損傷提出一個(gè)合理化的建議： ．

Answer 1

【答案】（1）25；200；（2）人低頭的角度越大，G的力臂越大，則肌肉的拉力就越大；（3）盡量減小低頭的角度（或不要長時(shí)間低頭做事，低頭時(shí)間久了要抬頭休息等等）．

【解析】解：（1）由表格中數(shù)據(jù)知，當(dāng)?shù)皖^角度為60°時(shí)，若m=1kg，細(xì)線的拉力為25N；

若m=8kg，由于角度不變，所以動力臂和阻力臂不變，則拉力F=8×25N=200N；

（2）圖乙中，F的力臂為OB，做出乙圖G的力臂，如圖所示：

由圖知，根據(jù)杠桿的平衡條件：GLG=FLF

則F==，人低頭的角度越大，sinθ越大，則G的力臂越大，肌肉的拉力就越大；

（3））要預(yù)防和延緩頸椎損傷，可盡量減小低頭的角度，不要長時(shí)間低頭做事，低頭時(shí)間久了要抬頭休息等等．

故答案為：（1）25；200；（2）人低頭的角度越大，G的力臂越大，則肌肉的拉力就越大；（3）盡量減小低頭的角度（或不要長時(shí)間低頭做事，低頭時(shí)間久了要抬頭休息等等）．