王国荣

生活中处处存在杠杆，小到螺丝刀、门把手，大到道路指示牌、起重机臂等。在人体中也有许多杠杆模型，其中大多数是费力杠杆，也有小部分是省力杠杆。

一、费力杠杆

人体中的费力杠杆很多，如抬起头、抬起手臂、举起哑铃等。抬起头这一杠杆模型的支点在脊柱之顶，支点前后各有肌肉，动力为颈椎上肌肉拉伸与收缩产生的力，阻力为人的头颅重力，当抬头（或仰头）时形成费力杠杆;当低头时动力与阻力互换，形成省力杠杆。当抬起手臂或举起哑铃时，手臂也是一种费力杠杆，当举起一定重量的物体时，肌肉产生的动力大约是物体重力的6倍，虽然费力，但是可以省距离，这也是费力杠杆的优点。

例1 从地面上搬起重物，我们的常见做法是弯腰（如图1甲）或下蹲弯曲膝盖（如图1乙）把它搬起来，这两种方法哪种更好呢？下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆，如图1丙所示，脊柱可绕骶骨（轴）O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F1作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变，搬箱子拉力F2作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F1方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α，多次实验得出结论。

<e：＼mxj＼2021pb＼cz21-15 初中生8期 提升版＼cz21-15 8期pb＼dt＼2108期物理第5篇：人体中的杠杆-AB97＼image2.png><e：＼mxj＼2021pb＼cz21-15 初中生8期 提升版＼cz21-15 8期pb＼dt＼2108期物理第5篇：人体中的杠杆-AB97＼image2.png> [腰背肌等效作用點][肩关节][B][A][A][B][α][O][F1][F2] [12°] [丙][乙][甲][图1]

（1）在丙图中画出F2的力臂l2。……