Question

【題目】（1）如圖甲是小明彎腰從地面提起用繩子系住的重物的情景，脊柱可繞骶骨（軸）O轉動，腰背部肌肉對脊柱的拉力作用沿圖中ab線．

①畫出繩子對手的拉力．畫出肌內對脊柱的拉力方向，并畫出這個力的力臂______．②判斷肌肉對脊柱的拉力__________繩子對手的拉力（選填“大于”、“等于”、“小于”）

（2）如圖乙，手用F1的力直接將物體勻速提升h，若借助滑輪組把物體勻速提升相同高度，F2做功為100J，若滑輪組機械效率為30%，則做功為__________J．

Answer 1

【答案】 大于 30

【解析】

（1）①繩子對手的拉力方向豎直向下，作用點在手上，由此畫出對手的拉力示意圖如圖所示；②腰背部肌肉對脊柱的拉力作用沿圖中ab線，作用點在脊柱，物體向下的拉力使脊柱順時針轉動，則背部肌肉產生拉力應讓脊柱逆時針轉動，所以方向向左，由此畫出這個力F1；由題知，O為支點，從O點作拉力F1作用線的垂線段，即這個力的力臂．如圖所示：

③畫出繩子對手拉力的力臂L2，由圖知L1＜L2，根據杠桿的平衡條件可知，肌肉對脊柱的拉力大于繩子對手的拉力．

（2）如圖手用F1的力直接將物體勻速提升h，若借助滑輪組把物體勻速提升相同高度，F2做功為100J，若滑輪組機械效率為30%，則F2做的有用功為30J，即等效于F1做的功。