内容正文:
1
第三部分
中考新趋势
2
跨学科实践
跨学科实践
3
刷趋势
类型1 人体中的杠杆
角度1.人体中的杠杆——手臂
1.[2023四川达州模拟] 如图是手臂的简化图,手托住重物时,肌肉对前臂的拉力沿
图中 线。
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(1)在图中画出重物对手的压力;
【答案】 &1&
【解析】 垂直压在物体表面上的力叫压力,压力的作用点在两个物体的接触面上;
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(2)画出肌肉对前臂的拉力方向;
【答案】 &2&
【解析】 肌肉对前臂的拉力沿 方向向上;
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(3)画出拉力的力臂;
【答案】 如图所示&3&
【解析】 已知支点位置,从支点向拉力的作用线作垂线,垂线段就是拉力的力臂;
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(4)根据公式_____________________________________________判断肌肉对前臂
的拉力______(选填“大于”“等于”或“小于”)重物对手的压力。
动力×动力臂 阻力×阻力臂(或 )
大于
【解析】 杠杆的平衡条件是动力×动力臂 阻力×阻力臂,由图可知,动力臂小于
阻力臂,则动力大于阻力,即肌肉对前臂的拉力大于重物对手的压力。
技巧总结
此题考查的是力的示意图的作法和杠杆力臂作法及平衡条件的应用,是基本技能和
规律的考查,明确压力、力臂的概念,掌握杠杆的平衡条件是解题的关键。
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角度2.人体中的杠杆——低头族
2.[2023南京模拟改编] “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。如图甲所示,把人的颈椎简化成一个支点 ,用 的头颅模型在重力作
用下绕着这个支点 转动, 点为头颅模型的重心, 点为肌肉拉力的作用点。将
细线的一端固定在 点,用弹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 ,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 及细线拉力 的数据,如表:
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低头角度 0 15 30 45 60
细线拉力 0 7.3 14.0 20.2 25.0
甲
乙
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(1)设头颅质量为 ,当低头角度为 时,颈部肌肉实际承受的拉力是_____
。
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【解析】 由表格中数据知,当低头角度为 时,若 ,细线的拉力为 ;若 ,由于角度不变,所以动力臂和阻力臂不变,则拉力 。
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(2)在图乙中画出细线拉力的示意图。
【答案】 如图所示&4&
【解析】 由题意知,细线拉力的方向应垂直于 向下,如图所示。
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(3)请解释:为什么低头角度越大,颈部肌肉的拉力会越大?答:________________
_________________________________________________________________________
______________。
由于人低头的角度越大, 的力臂越大,在头颅重力和肌肉拉力的力臂不变的条件下,则颈部肌肉的拉力就越大
【解析】 在图乙中, 的力臂为 ,作出头颅的重力 的力臂 ,根据杠杆的平
衡条件 可得, ,则颈部肌肉的拉力 ,可
见人低头的角度越大, 越大,则头颅重力的力臂越大;在头颅重力和肌肉拉
力的力臂不变的条件下,头颅重力的力臂越大,颈部肌肉的拉力就越大。
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(4)请你就预防和延缓颈椎损伤提出一个合理化的建议:_______________________
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