Question

19．“低頭族”正成為現(xiàn)代社會(huì)的一個(gè)流行詞（如圖甲），有報(bào)道說(shuō)，低頭時(shí)，能讓頸椎多隨約270N的拉力，為此，小明與課外小組的同學(xué)們制作了一個(gè)頭顱模型進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，如圖乙，把人的頸椎成支點(diǎn)O，頭顱模型的重量為G，頭顱模型與重力作用下可繞支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，A點(diǎn)為頭顱模型的重心，B點(diǎn)為肌肉拉力的作用點(diǎn)．將細(xì)線(xiàn)的一端固定在B點(diǎn)，用測(cè)力計(jì)拉著細(xì)線(xiàn)模擬測(cè)量肌肉的拉力，頭顱模型在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，細(xì)線(xiàn)拉力的方向始終垂直于OB，如圖丙，讓頭顱模型從豎直狀態(tài)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)完成相關(guān)記錄，根據(jù)上面提供的信息，請(qǐng)你提出一個(gè)該課外小組探究的問(wèn)題（或猜想）頸部肌肉的拉力與低頭角度大小有什么的關(guān)系？（或頸部肌肉拉動(dòng)頭顱低頭是省力還是費(fèi)力？），并根據(jù)客觀(guān)事實(shí)，提出一條關(guān)于“預(yù)防和延緩頸部肌肉損傷”的合理化建議：適當(dāng)抬高手機(jī)屏幕（或盡量減小低頭的角度；不要長(zhǎng)時(shí)間低頭看手機(jī)；低頭時(shí)間久了應(yīng)適當(dāng)做仰頭運(yùn)動(dòng)緩解頸椎承受的壓力等）．

Answer 1

分析 （1）將頭顱看做杠桿模型，根據(jù)該小組完成的實(shí)驗(yàn)利用杠桿平衡條件分析進(jìn)而提出該課外小組探究的問(wèn)題（或猜想）；
（2）根據(jù)低頭角度越大，頸部肌肉拉力越大的特點(diǎn)分析即可提出合理化建議．

解答 解：（3）在圖乙中，F(xiàn)的力臂為L(zhǎng)_OB，作出頭顱的重力G的力臂L_G，如圖所示：

由圖知，在Rt△ACO中，L_G=OAOAsinθ，
根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可得，GL_G=FL_OB，
則頸部肌肉的拉力F=$\frac{G{L}_{G}}{{L}_{OB}}$=$\frac{G×OA×sinθ}{{L}_{OB}}$，
可見(jiàn)，人低頭的角度越大，sinθ越大，則頭顱的重力的力臂越大；
在頭顱重力和肌肉拉力的力臂不變的條件下，頭顱的重力的力臂越大，頸部肌肉的拉力就越大．
針對(duì)上面得出的結(jié)論提出探究的問(wèn)題（或猜想）是：
頸部肌肉的拉力與低頭角度大小有什么的關(guān)系？（或頸部肌肉拉動(dòng)頭顱低頭是省力還是費(fèi)力？）
由于人低頭的角度越大，G的力臂越大，在頭顱重力和肌肉拉力的力臂不變的條件下，則頸部肌肉的拉力就越大；
所以要預(yù)防和延緩頸部肌肉損傷提出的合理化建議是：
可適當(dāng)抬高手機(jī)屏幕（或盡量減小低頭的角度；不要長(zhǎng)時(shí)間低頭看手機(jī)；低頭時(shí)間久了應(yīng)適當(dāng)做仰頭運(yùn)動(dòng)緩解頸椎承受的壓力等）．
故答案為：頸部肌肉的拉力與低頭角度大小有什么的關(guān)系？（或頸部肌肉拉動(dòng)頭顱低頭是省力還是費(fèi)力？）；
適當(dāng)抬高手機(jī)屏幕（或盡量減小低頭的角度；不要長(zhǎng)時(shí)間低頭看手機(jī)；低頭時(shí)間久了應(yīng)適當(dāng)做仰頭運(yùn)動(dòng)緩解頸椎承受的壓力等）．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)對(duì)人的頭顱模型的分析，考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，學(xué)會(huì)建立模型，根據(jù)實(shí)際情況加以運(yùn)用；同時(shí)分析了保護(hù)頸椎的方法，與生活聯(lián)系緊密，具有現(xiàn)實(shí)性意義．