题目内容
11．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，脊柱可绕骶骨（轴）O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F1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F2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，F2的力臂L2变小（变大/不变/变小），F1变小（变大/不变/变小）．
（2）如果考虑到人上半身的重力，那么腰背部肌肉的实际拉力将比丙图中F1要大（大/小）．
（3）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（甲/乙）图中的姿势比较正确．
分析 （1）做出力臂L2的示意图，当α角增大时，由图分析得出力臂L2变化，根据杠杆平衡条件即可判断中F1的变化；
（2）如果考虑到人上半身的重力，根据重力对杠杆的作用，利用杠杆平衡条件即可判断实际拉力的变化；
（3）比较两种状态下力臂L1变化，利用杠杆平衡条件即可判断拉力的不同；根据拉力的大小变化可判断姿势的产生的后果．
解答 解：（1）如图为杠杆示意图：
由图可知：当α角增大时，力臂L2变小；由于拉力F1的方向与脊柱夹角始终为12°，且OA这段距离不变，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）如果考虑到人上半身的重力，由于上半身的重力会阻碍杠杆的转动，根据杠杆平衡条件可知：实际拉力将变大；
（3）比较甲、乙两种姿势可知：甲的支点太高，在搬起物体时，阻力臂减小得慢，则腰背部复杂肌肉的等效拉力F1要比较长时间的使用较大的力，所以甲姿势不正确，乙姿势比较正确．
故答案为：（1）变小；变小；（2）大；（3）；（4）乙．
点评 本题考查杠杆平衡条件的应用，关键是力臂的变化判断．所以本题应首先画出力臂．
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