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下列属于省力杠杆的是( )A. 曲肘拿起重物B. 弯腰搬起物品C. 卧位直腿抬高D. 以上均是E. 脚尖点地提起脚后跟

下列属于省力杠杆的是( )

A. 曲肘拿起重物

B. 弯腰搬起物品

C. 卧位直腿抬高

D. 以上均是

E. 脚尖点地提起脚后跟

题目解答

答案

E. 脚尖点地提起脚后跟

解析

本题考查省力杠杆的判断,解题思路是明确省力杠杆的定义,即动力臂大于阻力臂的杠杆,然后分析每个选项中人体动作所构成的杠杆情况,判断动力臂和阻力臂的大小关系。

  • A选项:曲肘拿起重物
    • 以肘关节为支点,肱二头肌收缩提供动力,重物的重力为阻力。
    • 动力臂是从肘关节到肱二头肌附着点的距离,阻力臂是从肘关节到重物的距离。
    • 通常情况下,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡原理$F_1L_1 = F_2L_2$(其中$F_1$为动力,$L_1$为动力臂,$F_2$为阻力,$L_2$为阻力臂),此时动力大于阻力,是费力杠杆。
  • B选项:弯腰搬起物品
    • 以腰部为支点,背部肌肉收缩提供动力,物品的重力为阻力。
    • 动力臂是从腰部到背部肌肉附着点的距离,阻力臂是从腰部到物品的距离。
    • 一般动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡原理,动力大于阻力,属于费力杠杆。
  • C选项:卧位直腿抬高
    • 以髋关节为支点,大腿肌肉收缩提供动力,腿部的重力为阻力。
    • 动力臂是从髋关节到大腿肌肉附着点的距离,阻力臂是从髋关节到腿部重心的距离。
    • 通常动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡原理,动力大于阻力,是费力杠杆。
  • E选项:脚尖点地提起脚后跟
    • 以脚尖与地面的接触点为支点,小腿肌肉收缩提供动力,身体的重力为阻力。
    • 动力臂是从脚尖到小腿肌肉附着点的距离,阻力臂是从脚尖到身体重心的距离。
    • 此时动力臂大于阻力臂,根据杠杆平衡原理$F_1L_1 = F_2L_2$,可得$F_1=\frac{F_2L_2}{L_1}$,因为$L_1>L_2$,所以$F_1<F_2$,即动力小于阻力,是省力杠杆。

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