题目内容
11．
“低头族”长时间低头看手机，会引起颈部肌肉损伤．当头颅为竖直状态时，颈部肌肉的拉力为零，当头颅低下时，颈部肌肉会产生一定的拉力．为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系，我们可以建立一个头颅模型来模拟实验．如图甲所示，把人的颈椎简化成一个支点O，用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个支点O转动，A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力的作用点．将细线的一端固定在B点，用弹簧测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂直于OB，如图乙所示，让头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验记录出低头角度θ及细线拉力F的数据，如表：| 低头角度θ/° | 0 | 15 | 30 | 45 | 60 |
| 细线拉力F/N | 0 | 7.3 | 14.0 | 20.2 | 25.0 |
（2）在图乙中画出细线拉力的示意图．
（3）请解释：为什么低头角度越大，颈部肌肉的拉力会越大？答人低头的角度越大，G的力臂越大．
（4）请你就预防和延缓颈椎损伤提出一个合理化的建议：尽量减小低头的角度（或不要长时间低头做事，低头时间久了要抬头休息等等）．
分析 （1）将头颅看做杠杆模型，同是低头角度为60°，动力臂和阻力臂的大小不变，根据表格中数据得出颈部肌肉所受拉力的大小；
（2）根据题意，细线的拉力应垂直于OB向下；
（3）根据杠杆的平衡条件结合三角函数关系得出颈部肌肉拉力与低头角度的关系；
（4）根据低头角度越大，颈部肌肉拉力越大的特点分析．
解答 解：
（1）由表格中数据知，当低头角度为60°时，若m=1kg，细线的拉力为25N；
若m=8kg，由于角度不变，所以动力臂和阻力臂不变，则拉力F=8×25N=200N；
（2）由题意知，细线拉力的方向应垂直于OB向下，如图所示：
（3）图乙中，F的力臂为OB，做出乙图G的力臂，如图所示：
由图知，根据杠杆的平衡条件：G•LG=F•LF
则F=$\frac{G{L}_{G}}{{L}_{F}}$=$\frac{G×OA×sinθ}{OB}$，人低头的角度越大，sinθ越大，则G的力臂越大，肌肉的拉力就越大；
（4）要预防和延缓颈椎损伤，可尽量减小低头的角度，不要长时间低头做事，低头时间久了要抬头休息等等．
故答案为：
（1）200；（2）见上图；（3）人低头的角度越大，G的力臂越大；（4）尽量减小低头的角度（或不要长时间低头做事，低头时间久了要抬头休息等等）．
点评 本题通过对人的头颅模型的分析，考查了杠杆平衡条件的应用，同时分析了保护颈椎的方法，与生活联系，具有现实性意义．
练习册系列答案
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6．如图所示，甲图斜面光滑，乙图斜面粗糙，斜面上所放物块相同．则下列说法正确的是（ ）
| A． | 甲图中，物块从斜面滑下时，重力势能转化为动能 | |
| B． | 乙图中，物块由斜面滑下时，只受重力和摩擦力，其内能增加 | |
| C． | 乙图中，若物块匀速滑下，其机械能守恒 | |
| D． | 甲、乙两图中都只有重力对物块做功 |
如图所示是自行车车把上的一部分的结构示意图，其中用到了一些物理知识．车铃发声是由于振动而产生的．铃声是通过空气传到我们耳朵的．