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    18．“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O，用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个支点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OB，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θ及细线拉力F的数据，如下表：
    低头角度θ/°015304560
    细线拉力F/N07.314.020.225.0
    （1）设头颅质量为8kg，OA长14cm，OB长4cm．当低头角度为30°时，颈部肌肉实际承受的拉力是112N．
    （2）在图乙中画出细线拉力的示意图．
    （3）低头角度越大，颈部肌肉的拉力越大．
    （4）请你就预防和延缓颈椎损伤提出一个合理化的建议：尽量减小低头的角度（或不要长时间低头做事，低头时间久了要抬头休息等等）．

    分析 （1）将头颅看做杠杆模型，同是低头角度为30°，动力臂和阻力臂的大小不变，根据表格中数据得出颈部肌肉所受拉力的大小；
    （2）根据题意，细线的拉力应垂直于OB向下；
    （3）根据杠杆的平衡条件结合三角函数关系得出颈部肌肉拉力与低头角度的关系；
    （4）根据低头角度越大，颈部肌肉拉力越大的特点分析．

    解答 解：（1）由表格中数据知，当低头角度为30°时，若m=1kg，细线的拉力为14N；
    若m=8kg，由于角度不变，所以动力臂和阻力臂不变，则拉力F=8×14N=112N；
    （2）由题意知，细线拉力的方向应垂直于OB向下，如图所示：

    （3）图乙中，F的力臂为OB，做出乙图中G的力臂LG，如图所示：

    根据杠杆的平衡条件可得：G•LG=F•LF，
    则F=$\frac{G•{L}_{G}}{{L}_{F}}$=$\frac{G×OA×sinθ}{OB}$，人低头的角度越大，sinθ越大，则G的力臂越大，肌肉的拉力就越大；
    （4）要预防和延缓颈椎损伤，可尽量减小低头的角度，不要长时间低头做事，低头时间久了要抬头休息等等．
    故答案为：（1）112；（2）见上图；（3）越大；（4）尽量减小低头的角度（或不要长时间低头做事，低头时间久了要抬头休息等等）．

    点评 本题通过对人的头颅模型的分析，考查了杠杆平衡条件的应用，同时分析了保护颈椎的方法，与生活联系，具有现实性意义．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：初中物理 来源： 题型：作图题

    12．如图所示，鲸静止在海里．图中黑点表示鲸鱼受力的作用点，画出鲸鱼受力示意图．鲸在下潜过程中，海水的压力会让鲸鱼的胸腔塌陷，使鲸鱼体积逐渐变小．鲸在下潜过程中所受浮力的变化情况是变小．下潜过程中鲸鱼的胸腔受到海水的压强变化情况是增加．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    13．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙、丙所示．由图象可知当t=1s时，物体受到的推力F等于（选填“大于”、“等于”或“小于”）物体受到的摩擦力；当t=5s时，物体受到的摩擦力为4N．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    6．如图所示能够说明流体压强与流速关系的是（　　）
    A．
    拦河坝设计成下宽上窄    		B．
    用漏斗向下吹气乒乓球不下落
    C．
    高压锅容易把食物煮熟    		D．
    玻璃厂用吸盘搬运玻璃

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    13．阅读短文回答问题：
    环保新材料扮靓世博馆
    如图的“冰壶”形展馆--芬兰馆，使用了一种叫做ProFi的特殊材料，属于塑木复合材料，这种材料修正了纯木材和纯塑料的不足，塑木作为新型环保材料，密度为1.16g/cm3，计算成本略高于木材，但可以制成空心型材，加工成各式材料，应用成本会逐渐降低，成为新材料发展的重点方向之一．
    （1）把一个板材切割为大小不同的两块，大块的密度等于（填“大于”“等于”或“小于”）小块的密度；若每块塑木板材的面积为2m2，厚度为5cm，则每块板材的质量为116kg．
    （2）现有一个密封的塑木板材，其中是空心的，经测量其体积为120cm3，质量为116g，则其空心部分的体积为多少cm3？
    （3）塑木板材是用废纸纸浆和塑料融合而成的，如果纸浆的密度为1.0g/cm3，假设融合过程中总体积不变，1m3的纸浆与多少m3的密度为2.0g/cm3的塑料融合才能得到塑木板材？

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    3．小强同学用电流表测量并联电流，他设计的测量电路和电流表的连接方法如图甲所示，由图可知，电流表所测量的是灯L1的电流，此时通过该灯的电流为0.36A．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    10．如图，用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”．

    （1）U形管压强计不是（选填“是”或“不是”）连通器，使用前应该检查装置是否漏气，方法是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的水面能灵活升降，则说明该装置不漏气（选填“漏气”或“不漏气”）．
    （2）若在使用压强计前，发现U型管内水面已有高度差，通过②（选填序号）方法可以进行调节：
    ①从U型管内向外倒出适量水；②拆除软管重新安装；③向U型管内添加适量水．
    （3）比较乙、丙和丁，可以得到：在同一深度，液体内部向各个方向的压强相等．
    （4）比较丁和戊，可以得到：在同一深度，液体压强与液体密度有关．
    （5）保持戊中橡皮膜位置不变，在戊中加入适量盐水，U形管中水面的高度差将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
    （6）在正确操作实验时，采取下列哪个方法后，重新调节压强计，橡皮膜在水中同一深度，U形管左右液面高度差会更加明显A．
    A、将U形管中的水换成酒精          B、换用内径更细的U形管
    C、换用装水更多的U形管              D、将装置移至高山上进行实验．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    7．电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线等种类，下列关于电磁波的各种概念中，每种电磁波均相同的是（　　）
    A．波长B．频率C．波谷D．波速

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    8．用钢琴和手风琴演奏同一首乐曲，听起来感觉不同，其原因是（　　）
    A．音色不同B．音调不同
    C．响度不同D．声音的传播速度不同

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