Question

【题目】【2016·张家界卷】“低头族”正成为现代社会的一个流行词（如图甲），有报道说，低头时，能让颈椎多随约270N的拉力，为此，小明与课外小组的同学们制作了一个头颅模型进行模拟实验，如图乙，把人的颈椎成支点O，头颅模型的重量为G，头颅模型与重力作用下可绕支点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，如图丙，让头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验完成相关记录，根据上面提供的信息，请你提出一个该课外小组探究的问题（或猜想） ，并根据客观事实，提出一条关于“预防和延缓颈部肌肉损伤”的合理化建议： ．

Answer 1

【答案】颈部肌肉的拉力与低头角度大小有什么的关系？（或颈部肌肉拉动头颅低头是省力还是费力？）；

适当抬高手机屏幕（或尽量减小低头的角度；不要长时间低头看手机；低头时间久了应适当做仰头运动缓解颈椎承受的压力等）．

【解析】在图乙中，将头颅看做杠杆模型，F的力臂为LOB，作出头颅的重力G的力臂LG，如图所示：

由图知，在Rt△ACO中，LG=OAOAsinθ，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得，GLG=FLOB，

则颈部肌肉的拉力，

可见，人低头的角度越大，sinθ越大，则头颅的重力的力臂越大；在头颅重力和肌肉拉力的力臂不变的条件下，头颅的重力的力臂越大，颈部肌肉的拉力就越大．针对上面得出的结论提出探究的问题（或猜想）是：颈部肌肉的拉力与低头角度大小有什么的关系？（或颈部肌肉拉动头颅低头是省力还是费力？）由于人低头的角度越大，G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；所以要预防和延缓颈部肌肉损伤提出的合理化建议是：可适当抬高手机屏幕（或尽量减小低头的角度；不要长时间低头看手机；低头时间久了应适当做仰头运动缓解颈椎承受的压力等）．故答案为：颈部肌肉的拉力与低头角度大小有什么的关系？（或颈部肌肉拉动头颅低头是省力还是费力？）；适当抬高手机屏幕（或尽量减小低头的角度；不要长时间低头看手机；低头时间久了应适当做仰头运动缓解颈椎承受的压力等）．