（2015•扬州）“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...

问题详情：

（2015•扬州）“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*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*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，如下表：

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

（1）设头颅质量为8kg，当低头角度为60°时，颈部肌肉实际承受的拉力是　200　N．

（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）　．

【回答】

           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==，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*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）．

知识点：杠杆

题型：实验,探究题