Question

【題目】【2016·張家界卷】“低頭族”正成為現代社會的一個流行詞（如圖甲），有報道說，低頭時，能讓頸椎多隨約270N的拉力，為此，小明與課外小組的同學們制作了一個頭顱模型進行模擬實驗，如圖乙，把人的頸椎成支點O，頭顱模型的重量為G，頭顱模型與重力作用下可繞支點O轉動，A點為頭顱模型的重心，B點為肌肉拉力的作用點．將細線的一端固定在B點，用測力計拉著細線模擬測量肌肉的拉力，頭顱模型在轉動過程中，細線拉力的方向始終垂直于OB，如圖丙，讓頭顱模型從豎直狀態開始轉動，通過實驗完成相關記錄，根據上面提供的信息，請你提出一個該課外小組探究的問題（或猜想） ，并根據客觀事實，提出一條關于“預防和延緩頸部肌肉損傷”的合理化建議： ．

Answer 1

【答案】頸部肌肉的拉力與低頭角度大小有什么的關系？（或頸部肌肉拉動頭顱低頭是省力還是費力？）；

適當抬高手機屏幕（或盡量減小低頭的角度；不要長時間低頭看手機；低頭時間久了應適當做仰頭運動緩解頸椎承受的壓力等）．

【解析】在圖乙中，將頭顱看做杠桿模型，F的力臂為LOB，作出頭顱的重力G的力臂LG，如圖所示：

由圖知，在Rt△ACO中，LG=OAOAsinθ，根據杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可得，GLG=FLOB，

則頸部肌肉的拉力，

可見，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．針對上面得出的結論提出探究的問題（或猜想）是：頸部肌肉的拉力與低頭角度大小有什么的關系？（或頸部肌肉拉動頭顱低頭是省力還是費力？）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；所以要預防和延緩頸部肌肉損傷提出的合理化建議是：可適當抬高手機屏幕（或盡量減小低頭的角度；不要長時間低頭看手機；低頭時間久了應適當做仰頭運動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系？（或頸部肌肉拉動頭顱低頭是省力還是費力？）；適當抬高手機屏幕（或盡量減小低頭的角度；不要長時間低頭看手機；低頭時間久了應適當做仰頭運動緩解頸椎承受的壓力等）．