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低头族近年来,智能手机的普及使“低头族”应运而生,随时随地低头看手机成了很多人的习惯。有研究发现,如果玩手机时姿势不当,就有可能让颈椎承受多达27kg的质量,低头60°相当于给颈椎挂两个大西瓜。不当的玩手机姿势与一系列健康问题存在关联,如背痛、体重增加、便秘、胃痛、偏头痛和呼吸道疾病。新西兰的一项研究指出,常常低垂着头看手机会影响心理健康,如变得沮丧、愤怒等。
科研人员对低头玩手机进行了研究:制作头部模型,如图甲所示,头部可绕固定点O(颈椎)转动,转动角度通过固定在上面的量角器测量,将一个小球挂在模型内,其重为5N模拟头部的重,头部后面绑一根绳子模拟肌肉,绳子上系一测力计,固定点(颈椎)承受的压力约为头部重与绳子拉力之和,实验数据如表:
低头角度 绳子拉力F/N 颈椎承受的压力F/N
0 5
15° 5 10
30° 9 14
45° 13.5 18.5
60° 17.5 22.5

(1)日常生活中,当头部绕颈椎匀速圆周转动时,头部受
非平衡力
非平衡力
(选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
(2)如图甲、乙所示,头部模型相当于简单机械中的
杠杆
杠杆
。如图乙所示,当低头角度增大时,头部重心向左移动,拉力F变大,请分析拉力F变大的原因
当低头角度变大时,重力的力臂L1变大,而拉力F的力臂L2变小,重力大小不变,根据杠杆平衡条件GL1=FL2可知拉力F变大
当低头角度变大时,重力的力臂L1变大,而拉力F的力臂L2变小,重力大小不变,根据杠杆平衡条件GL1=FL2可知拉力F变大

(3)当低头角度是30°时,颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的
2.8
2.8
倍。

【答案】非平衡力;杠杆;当低头角度变大时,重力的力臂L1变大,而拉力F的力臂L2变小,重力大小不变,根据杠杆平衡条件GL1=FL2可知拉力F变大;2.8
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:147引用:2难度:0.5
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