从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰或人下蹲弯曲膝盖把它搬起来.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.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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8．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）在丙图中画出F₂力臂L₂．
（2）当α角增大时，L₂变小（变大/不变/变小），F₁变小（变大/不变/变小）．
（3）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）．
（4）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）力臂L₂是指从支点到力F₂的作用线的距离；
（2）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；
（3）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；
（4）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）延长F₂作用线，由支点作其作用线的垂线，L₂是其力臂．如图：

（2）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；
（3）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；
（4）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）如上图；（2）变小；变小；（3）大；（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．所以本题应首先根据画出力臂．

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