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从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰(如图甲)或人下蹲弯曲膝盖(如图乙)把它搬起来,哪种方法好呢?下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆如图丙所示,脊柱可绕胚骨(轴)O转动,腰背部复杂肌肉的等效拉力作用在A点,其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变,搬箱子拉力作用在肩关节B点,在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F1方向拉,使模型静止,可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着,改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α,多次实验得出结论。

(1)当α角增大时,F1如何变化?并说明理由 减小;当α角增大时,F2力臂变小;由于拉力F1的方向与脊柱夹角始终为12°,且OA距离不变,则O点到F1作用线的距离不变,即动力臂不变,阻力为箱子的重力不变,根据杠杆平衡条件可知,F1变小减小;当α角增大时,F2力臂变小;由于拉力F1的方向与脊柱夹角始终为12°,且OA距离不变,则O点到F1作用线的距离不变,即动力臂不变,阻力为箱子的重力不变,根据杠杆平衡条件可知,F1变小。
(2)对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态,由以下分析可得,乙乙(甲/乙)图中的姿势比较正确。
【考点】杠杆的动态平衡分析.
【答案】减小;当α角增大时,F2力臂变小;由于拉力F1的方向与脊柱夹角始终为12°,且OA距离不变,则O点到F1作用线的距离不变,即动力臂不变,阻力为箱子的重力不变,根据杠杆平衡条件可知,F1变小;乙
【解答】
【点评】
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发布:2024/8/1 8:0:9组卷:10引用:2难度:0.5
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