Question

關(guān)于人身上的杠桿
人身上有206塊骨頭，其中有許多起著杠桿作用，當(dāng)然這些起杠桿作用的骨頭不可能自動地繞支點轉(zhuǎn)動，必須受到動力的作用，這種動力來自附著在它上面的肌肉．
人前臂的動作最容易看清是個杠桿了，它的支點在肘關(guān)節(jié)．當(dāng)肱二頭肌收縮、肱三頭肌松弛時，前臂向上轉(zhuǎn)，引起曲肘動作（如圖1所示）；而當(dāng)肱三頭肌收縮、肱；頭肌松弛時，前臂向下轉(zhuǎn)，引起伸肘動作．
如圖2是跑動時腿部肌肉示意圖，當(dāng)右腿向前跨步時，是右腿的髂腰肌收縮、臀大肌松弛，使右大腿抬起；股四頭肌松弛，股二頭肌收縮，使右膝彎曲，這時候，左腿由于它的髂腰肌松弛，臀大肌收縮，股四頭肌收縮，股二頭肌松弛，而伸直．圖3是人踮腳時肌肉的示意圖，踮腳時主要靠腓腸肌收縮．
（1）畫出人的前臂在圖1時的杠桿示意圖來，標出支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂．
（2）人的前臂在曲肘時是省力杠桿還是費力杠桿？這種結(jié)構(gòu)有什么好處？
（3）人踮著腳時也可以看作是杠桿，這時，腳可以看作是省力杠桿還是費力杠桿呢？
（4）除了文章中介紹的人身上的杠桿外，你還能舉出人體上一個杠桿的例子嗎？請試試看．

Answer 1

【答案】分析：杠桿的五要素是：①支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點；②動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力；③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力；④動力臂：從支點到動力作用線的距離；⑤阻力臂：從支點到阻力作用線的距離．
杠桿可分為：
①省力杠桿，動力臂大于阻力臂，省力但費距離；
②費力杠桿，動力臂小于阻力臂，費力但省距離；
③等臂杠桿，動力臂等于阻力臂，既不省距離也不省力．據(jù)此回答．
解答：答：（1）過支點分別向F₁和F₂的作用線作垂線，注意需要把F₁反射延長，把F₂延長，如下圖所示，F(xiàn)₁的力臂為OA，F(xiàn)₂的力臂為OB；

（2）人的前臂在曲肘時是費力杠桿，這樣可以省距離，肱二頭肌收縮一點，手就能移動較大的距離；
（3）人踮著腳時也可以看作是杠桿，由下圖可知動力臂OD大于阻力臂OC，屬于省力杠桿；

（4）手是一個杠桿，手就是一個杠桿、球壓在掌心上的力是阻力，腕關(guān)節(jié)是支點，通過前臂中的伸、屈肌的伸、縮產(chǎn)生動力，使托住球的手向上轉(zhuǎn)動如下圖：

點評：本題是對杠桿五要素的靈活考查，我們要能夠從生活中找出杠桿的原型，并能夠分析其省費力情況．