（2015•揚州）“低頭族”長時間低頭看手機，會引起頸部肌肉損傷．當頭顱為豎直狀態時，頸部肌肉的拉力為零，當頭...

問題詳情：

（2015•揚州）“低頭族”長時間低頭看手機，會引起頸部肌肉損傷．當頭顱為豎直狀態時，頸部肌肉的拉力為零，當頭顱低下時，頸部肌肉會產生一定的拉力．為了研究頸部肌肉的拉力與低頭角度大小的關係，我們可以建立一個頭顱模型來模擬實驗．如圖*所示，把人的頸椎簡化成一個支點O，用1kg的頭顱模型在重力作用下繞着這個支點O轉動，A點為頭顱模型的重心，B點為肌肉拉力的作用點．將細線的一端固定在B點，用*簧測力計拉着細線模擬測量肌肉的拉力，頭顱模型在轉動過程中，細線拉力的方向始終垂直於OB，如圖乙所示，讓頭顱模型從豎直狀態開始轉動，通過實驗記錄出低頭角度θ及細線拉力F的數據，如下表：

低頭角度θ/°         0     15      30       45       60

細線拉力F/N        0     7.3     14.0     20.2     25.0

（1）設頭顱質量為8kg，當低頭角度為60°時，頸部肌肉實際承受的拉力是　200　N．

（2）在圖乙中畫出細線拉力的示意圖．

（3）請解釋：為什麼低頭角度越大，頸部肌肉的拉力會越大？答　人低頭的角度越大，G的力臂越大　．

（4）請你就預防和延緩頸椎損傷提出一個合理化的建議：　儘量減小低頭的角度（或不要長時間低頭做事，低頭時間久了要抬頭休息等等）　．

【回答】

           解：（1）由表格中數據知，當低頭角度為60°時，若m=1kg，細線的拉力為25N；

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

（2）由題意知，細線拉力的方向應垂直於OB向下，如圖所示：

（3）圖乙中，F的力臂為OB，做出乙圖G的力臂，如圖所示：

由圖知，根據槓桿的平衡條件：G•LG=F•LF

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；

（4）要預防和延緩頸椎損傷，可儘量減小低頭的角度，不要長時間低頭做事，低頭時間久了要抬頭休息等等．

故*為：（1）200；（2）見上圖；（3）人低頭的角度越大，G的力臂越大；（4）儘量減小低頭的角度（或不要長時間低頭做事，低頭時間久了要抬頭休息等等）．

知識點：槓桿

題型：實驗,探究題