Question

11．“低頭族”長(zhǎng)時(shí)間低頭看手機(jī)，會(huì)引起頸部肌肉損傷．人的頭部A、頸椎和頸部肌肉B，可當(dāng)成一個(gè)杠桿（支點(diǎn)在頸椎O處），頸部肌肉活動(dòng)較少距離，頭部就能運(yùn)動(dòng)較長(zhǎng)距離．當(dāng)頭顱為豎直狀態(tài)時(shí)，頸部肌肉的B處提供的拉力為零（如圖甲），當(dāng)頭顱低下時(shí)，頸部肌肉會(huì)主動(dòng)提供一定的拉力F₁，使頭頸部保持平衡，F(xiàn)₁方向如圖乙所示．
（1）請(qǐng)判斷頸部杠桿的類(lèi)型．
（2）請(qǐng)解釋為什么低頭角度越大，頸部肌肉的拉力會(huì)越大？
（3）請(qǐng)你就預(yù)防和延緩頸肌損傷提出一個(gè)合理化的建議．

Answer 1

分析 （1）過(guò)支點(diǎn)分別畫(huà)出動(dòng)力臂和阻力臂，然后比較動(dòng)力臂和阻力臂的關(guān)系來(lái)確定杠桿的類(lèi)型；
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件結(jié)合三角函數(shù)關(guān)系得出頸部肌肉拉力與低頭角度的關(guān)系；
（3）根據(jù)低頭角度越大，頸部肌肉拉力越大的特點(diǎn)分析即可．

解答 解：（1）過(guò)支點(diǎn)分別作動(dòng)力作用線(xiàn)和阻力作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段，即動(dòng)力臂和阻力臂；如下圖所示：

根據(jù)圖示可知，動(dòng)力臂小于阻力臂，因此頸部杠桿為費(fèi)力杠桿；
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，在F₂和L₁一定時(shí)，低頭的角度越大，L₂越大，所需要的拉力F₁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(zhǎng)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）費(fèi)力杠桿；
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，在F₂和L₁一定時(shí)，低頭的角度越大，L₂越大，所需要的拉力F₁就越大；
（3）盡量減小低頭的角度（或不要長(zhǎng)時(shí)間低頭做事，低頭時(shí)間久了要抬頭休息等）．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)對(duì)人的頭顱模型的分析，考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，學(xué)會(huì)建立模型，根據(jù)實(shí)際情況加以運(yùn)用；同時(shí)分析了保護(hù)頸椎的方法，與生活聯(lián)系緊密，具有現(xiàn)實(shí)性意義．