Question

关于人身上的杠杆
人身上有206块骨头，其中有许多起着杠杆作用，当然这些起杠杆作用的骨头不可能自动地绕支点转动，必须受到动力的作用，这种动力来自附着在它上面的肌肉．
人前臂的动作最容易看清是个杠杆了，它的支点在肘关节．当肱二头肌收缩、肱三头肌松弛时，前臂向上转，引起曲肘动作（如图1所示）；而当肱三头肌收缩、肱；头肌松弛时，前臂向下转，引起伸肘动作．
如图2是跑动时腿部肌肉示意图，当右腿向前跨步时，是右腿的髂腰肌收缩、臀大肌松弛，使右大腿抬起；股四头肌松弛，股二头肌收缩，使右膝弯曲，这时候，左腿由于它的髂腰肌松弛，臀大肌收缩，股四头肌收缩，股二头肌松弛，而伸直．图3是人踮脚时肌肉的示意图，踮脚时主要靠腓肠肌收缩．
（1）画出人的前臂在图1时的杠杆示意图来，标出支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂．
（2）人的前臂在曲肘时是省力杠杆还是费力杠杆？这种结构有什么好处？
（3）人踮着脚时也可以看作是杠杆，这时，脚可以看作是省力杠杆还是费力杠杆呢？
（4）除了文章中介绍的人身上的杠杆外，你还能举出人体上一个杠杆的例子吗？请试试看．

Answer 1

答：（1）过支点分别向F₁和F₂的作用线作垂线，注意需要把F₁反射延长，把F₂延长，如下图所示，F₁的力臂为OA，F₂的力臂为OB；

（2）人的前臂在曲肘时是费力杠杆，这样可以省距离，肱二头肌收缩一点，手就能移动较大的距离；
（3）人踮着脚时也可以看作是杠杆，由下图可知动力臂OD大于阻力臂OC，属于省力杠杆；

（4）手是一个杠杆，手就是一个杠杆、球压在掌心上的力是阻力，腕关节是支点，通过前臂中的伸、屈肌的伸、缩产生动力，使托住球的手向上转动如下图：

分析：杠杆的五要素是：①支点：杠杆绕着转动的固定点；②动力：使杠杆转动的力；③阻力：阻碍杠杆转动的力；④动力臂：从支点到动力作用线的距离；⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离．
杠杆可分为：
①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；
②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；
③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力．据此回答．
点评：本题是对杠杆五要素的灵活考查，我们要能够从生活中找出杠杆的原型，并能够分析其省费力情况．