仰头杠杆

1. 人体肌肉和骨骼组成的是一个费力杠杆吗

骨骼肌肉和关节构成了人体的运动系统，尽管人体的运动相当复杂，但最基本的运动都是有骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆。杠杆分为等臂杠杆、省力杠杆、费力杠杆三种类型，这些类型在我们人体中都是存在的。
1．人的头颅——等臂杠杆
点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用，杠杆的支点在脊柱顶端，支点前后各有肌肉，头颅的重力是阻力。支点前后的肌肉所用的力是动力。支点前后的肌肉配合起来，有的收缩有的拉长形成低头仰头动作。

2．人的手臂——费力杠杆
人的手臂绕肘关节转动，可以看成是由肌肉和手臂骨骼组成的杠杆在转动。肘关节是支点，肱二头肌肉所用的力是动力，手拿的重物的重力是阻力，显然我们的前臂是一种费力杠杆，举起一个重物，肌肉要化费约6倍以上的力气。虽然费力，但是可以省距离（少移动距离），提高工作效率。

3．走路时的脚——省力杠杆
我们走路抬起脚时，脚就是一个杠杆。脚掌根是支点，人体的重力就是阻力，腿肚肌肉产生的拉力就是动力。杠杆模型如图所示。这种杠杆可以克服较大的体重。

除上述三个部位之外，在身体中还有多处杠杆。如：小腿绕膝盖的转动可看成小腿肌肉和胫骨组成的杠杆；弯腰时，腰部肌肉和脊骨之间形成杠杆；奔跑时，向前跨步，右腿的髂腰肌收缩、臀大肌松弛，使右大腿抬起；股四头肌松弛，股二头肌收缩，使右膝弯曲。仰卧起坐时，上身受到腹肌和上身重力的作用。

2. 人体中的杠杆有哪些

人体中的杠杆大部分都是费力的。尤其像这些机械运动结构，你的关节内就是支点，比如说你在小容臂上加载荷，那么你若想以托的姿势保持物体静止或者运动，则你的肘关节就是支点。
向下的施力部分就是你小臂上的载荷，无载荷的时候就是你小臂以及手的重力，也就是阻力，而阻力臂基本上就是你小臂的臂长（在手拖重物远远大于小臂及手的重量的情况下），若没有载荷可基本等效于你小臂臂长的1/2。
而动力来自你的大臂的肱二头肌，你的肱二头肌控制了你小臂的曲运动，它力的作用点在靠近肘关节的桡骨粗隆，这个位置非常近于肘关节。
所以动力臂远远小于阻力臂，因而是费力杠杆。其他关节大多如此。

3. 人体的三类杠杆是

人身上有206块骨，其中有许多起着杠杆作用，当然这些起杠杆作用的骨不可能自动地绕支点转动，必须受到动力的作用，这种动力来自附着在它上面的肌肉，肌肉靠坚韧的肌健附着在骨上。例如肱二头肌上端肌腱附着在肩胛骨上，下端肌腱附着在桡骨上（如图），肱三头肌上端有肌腱分别附着在肩胛骨和肱骨上，下端附着在尺骨上。 </A>
</SPAN></FONT></FONT>人前臂的动作最容易看清是个杠杆了，它的支点在肘关节。当肱二头肌收缩、肱三头肌松弛时，前臂向上转，引起曲肘动作；而当肱三头肌收缩、肱二头肌松弛时，前臂向下转，引起伸肘动作。从上图很容易看出，前臂是个费力杠杆，但是肽二头肌只要缩短一点就可以使手移动相当大的距离。可见，费了力，但省了距离。如图是跑动时腿部肌肉示意图 </A>
</SPAN></FONT>股二头肌．当右腿向前跨步时，是右腿的髂腰肌收缩、臀大肌松弛，使右大腿抬起；股四头肌松弛，股二头肌收缩，使右膝弯曲。这时候，左腿由于它的髂腰肌松弛，臀大肌收缩，股四头肌收缩，股二头肌松弛，而伸直。在人体中，骨在肌拉力作用下围绕关节轴转动，它的作用和杠杆相同，称为骨杠杆。人体的骨杠杆运动有三种形式： </A>
</SPAN></FONT>1．平衡杠杆：支点在力的作用点和重力作用点之间。如颅进行的仰头和俯首运动。 </A>
</SPAN></FONT> 2．省力杠杆：重力作用点在支点和力的作用点之间。如行走时提起足跟的动作，这种杠杆可以克服较大的体重。 </A>
</SPAN></FONT> 3．速度杠杆：力的作用点在重力作用点和支点之间。如肘关节的活动，这种活动必须以较大的力才能克服较小的重力，但运动速度和范围很大。 </A></SPAN></FONT></FONT>

4. 怎样使用杠杆

在使用杠杆时，为了省力，就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆；如欲省距离，就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。因此使用杠杆可以省力，也可以省距离。但是，要想省力，就必须多移动距离；要想少移动距离，就必须多费些力。要想又省力而又少移动距离，是不可能实现的。正是从这些公理出发，在“重心”理论的基础上，阿基米德发现了杠杆原理，即“二重物平衡时，它们离支点的距离与重量成反比。

杠杆的支点不一定要在中间，满足下列三个点的系统，基本上就是杠杆：支点、施力点、受力点。
其中公式这样写：支点到受力点距离(力矩) * 受力 = 支点到施力点距离(力臂) * 施力，这样就是一个杠杆。
杠杆也有省力杠杆跟费力的杠杆，两者皆有但是功能表现不同。例如有一种用脚踩的打气机，或是用手压的榨汁机，就是省力杠杆 (力臂 > 力矩)；但是我们要压下较大的距离，受力端只有较小的动作。另外有一种费力的杠杆。例如路边的吊车，钓东西的钩子在整个杆的尖端，尾端是支点、中间是油压机 (力矩 > 力臂)，这就是费力的杠杆，但费力换来的就是中间的施力点只要动小距离，尖端的挂勾就会移动相当大的距离。
两种杠杆都有用处，只是要用的地方要去评估是要省力或是省下动作范围。另外有种东西叫做轮轴，也可以当作是一种杠杆的应用，不过表现尚可能有时要加上转动的计算。

古希腊科学家阿基米德有这样一句流传千古的名言："假如给我一个支点，我就能把地球挪动!"这句话不仅是催人奋进的警句，更是有着严格的科学根据的。

杠杆分类
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杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。这几类杠杆有如下特征：
1.省力杠杆：L1>L2, F1<F2 ,省力、费距离。如拔钉子用的羊角锤、铡刀，瓶盖扳子等。
2．费力杠杆： L1＜L2, F1＞F2,费力、省距离，如钓鱼竿、镊子等。
3．等臂杠杆： L1＝L2, F1＝F2,既不省力也不费力，又不多移动距离，如天平、定滑轮等。

人体内的杠杆
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几乎每一台机器中都少不了杠杆，就是在人体中也有许许多多的杠杆在起作用。拿起一件东西，弯一下腰，甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用，了解了人体的杠杆不仅可以增长物理知识，还能学会许多生理知识。
其中，大部分为费力杠杆，也有小部分是等臂和省力杠杆。
点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用(见图)，杠杆的支点在脊柱之顶，支点前后各有肌肉，头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来，有的收缩有的拉长配合起来形成低头仰头，从图里可以看出来低头比仰头要省力。
当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆(如图)。肘关节是支点，支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆，举起一份的重量，肌肉要化费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以省一定距离。
当你把脚尖翘起来的时候，是脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是支点，体重落在两者之间。这是一个省力杠杆(如图)，肌肉的拉力比体重要小。而且脚越长越省力。
如果你弯一下腰，肌肉就要付出接近1200牛顿的拉力。这是 由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆也是一个费力杠杆（如图)。 所以在弯腰提起立物时，正确的姿式是尽量使重物离身体近一 些。以避免肌肉被拉伤。

5. 简述人体杠杆的分类,特点作用

1．人的头颅——等臂杠杆
点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用，杠杆的支专点在脊柱顶端，支点前属后各有肌肉，头颅的重力是阻力。支点前后的肌肉所用的力是动力。支点前后的肌肉配合起来，有的收缩有的拉长形成低头仰头动作。

2．人的手臂——费力杠杆
人的手臂绕肘关节动，可以看成是由肌肉和手臂骨骼组成的杠杆在转动。肘关节是支点，肱二头肌肉所用的力是动力，手拿的重物的重力是阻力，显然我们的前臂是一种费力杠杆，举起一个重物，肌肉要化费约6倍以上的力气。虽然费力，但是可以省距离（少移动距离），提高工作效率。
3．走路时的脚——省力杠杆
我们走路抬起脚时，脚就是一个杠杆。脚掌根是支点，人体的重力就是阻力，腿肚肌肉产生的拉力就是动力。

6. 什么是人体的骨杠杆运动

在人体生理卫生课上已经学过，人身上有206块骨，其中有许多起着杠杆作用，当然这些起杠杆作用的骨不可能自动地绕支点转动，必须受到动力的作用，这种动力来自附着在它上面的肌肉。

肌肉靠坚韧的肌腱附着在骨上。例如肱二头肌上端肌腱附着在肩胛骨上，下端肌腱附着在桡骨上，肱三头肌上端有肌腱分别附着在肩胛骨和肱骨上，下端附着在尺骨上。

人前臂的动作最容易看清骨的杠杆作用了，它的支点在肘关节。当肱二头肌收缩、肱三头肌松弛时，前臂向上转，引起曲肘动作；而当肱三头肌收缩、肱二头肌松弛时，前臂向下转，引起伸肘动作。前臂是个费力杠杆，但是肽二头肌只要缩短一点就可以使手移动相当大的距离。可见，费了力，但省了距离。

在人体中，骨在肌肉拉力作用下围绕关节轴转动，它的作用和杠杆相同，称为骨杠杆。人体的骨杠杆运动有三种形式：

（1）平衡杠杆：支点在力的作用点和重力作用点之间。如颅进行的仰头和俯首运动。

（2）省力杠杆：重力作用点在支点和力的作用点之间。如行走时提起足跟的动作，这种杠杆可以克服较大的体重。

（3）速度杠杆：力的作用点在重力作用点和支点之间。如肘关节的活动，这种活动必须以较大的力才能克服较小的重力，但运动速度和范围很大。知识点杠杆原理

古希腊科学家阿基米德有这样一句流传千古的名言：“给我一个支点，我就能撬起整个地球！”这句话有着严格的科学根据，即杠杆原理。在力的作用下如果能绕着一固定点转动的硬棒就叫杠杆。在生活中根据需要，杠杆可以做成直的，也可以做成弯的，但必须是硬棒。

阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理。他首先把杠杆实际应用中的一些经验知识当作“不证自明的公理”，然后从这些公理出发，运用几何学通过严密的逻辑论证，得出了杠杆原理，即“二重物平衡时，它们离支点的距离与重量成反比。”阿基米德对杠杆的研究不仅仅停留在理论方面，而且据此原理还进行了一系列的发明创造。

7. 人体俯卧撑时的杠杆原理示意图

在做俯卧撑时人体绕脚尖转动，所以人体可以模型化为一根杠杆。脚尖为支点，人体重力作为阻力，手臂处的支撑力是动力。动力臂大于阻力臂，因此是一个省力杠杆。

在人体中，骨在肌拉力作用下围绕关节轴转动，作用和杠杆相同，人体的骨杠杆运动有三种形式：

1、衡杠杆：支点在力的作用点和重力作用点之间。如颅进行的仰头和俯首运动。

2、省力杠杆：重力作用点在支点和力的作用点之间。如行走时提起足跟的动作，这种杠杆可以克服较大的体重。

3、速度杠杆：力的作用点在重力作用点和支点之间。如肘关节的活动，这种活动必须以较大的力才能克服较小的重力，但运动速度和范围很大。

(7)仰头杠杆扩展阅读：

注意事项：

1、运动量不宜一次过大，要注意循序渐进，由易到难，由少到多，由轻到重。

2、根据用户的体质状况，控制合适的运动量，并长期坚持。

3、要做好准备和放松活动，防止受伤和肌肉拉伤。

4、做俯卧撑的个数应该可以一分钟在二十个，总数可以做三十个左右。可以慢慢的加。以后越做越多。

5、同时不建议做标准的俯卧撑，可以选取高位俯卧撑锻炼，即对墙练习，双脚开立与肩同宽，距墙一臂远，面墙站立，两手掌撑在墙上，然后做肘关节屈伸运动。

8. 踮脚可以看做是什么杠杆

踮脚可以看做是省力杠杆。

省力杠杆是指动力臂大于阻力臂，平衡时动力小于阻力。也就是说当力臂的长度（以支点O为分界线）大于阻力臂的长度时，动力较小，省力。

设动力臂为L1，阻力臂为L2，L1×F1=L2×F2，当L1大于L2时为省力杠杆，即：L1＞L2，则F1<F2。

分析踮脚过程，人体杠杆绕着脚底O点转动，重力的作用点在脚心B点，腓肠肌的动力作用点在脚踝A点，动力臂大于阻力臂，所以踮脚属于省力杠杆。

(8)仰头杠杆扩展阅读：

1、费力杠杆：

特点：费力，省距离动力臂比阻力臂短，动力比阻力大，可以把它叫做费力杠杆。

公式：L1×F1=L2×F2时，L1<L2，则F1>F2。

2、等臂杠杆：

特点：动力臂和阻力臂长度相同，既不省力也不费力，既不省距离也不费距离。

公式：L1×F1=L2×F2时，L1=L2，则F1=F2。

9. 关于物理

资料:最大静摩擦力不小于滑动摩擦力——最大静摩擦力大于或等于滑动摩擦力，这是由“最大静摩擦力”的定义来决定的，因为不满足上述关系的静摩擦力就不是最大静摩擦力。但通常都会有“最大静摩擦力大于滑动摩擦力”的状况，要解释这个经常会发生的现象（但不是一定发生），就与前述的逻辑矛盾及定义无关了。这涉及到摩擦理论，而摩擦理论是一个复杂得至今尚无定论的理论。可以提供两个模型来定性地解释，但显然它们并不是充分的。
1）相比于相互滑动的两个接触面，相互静止的接触面上的分子（或原子）之间有充分的时间彼此靠近（在一定范围内分子靠得近就意味着分子间吸引力较大），并且这样相互间分子力较大的分子的数目也会较多，所以，要克服这许多的、分子力较大的分子之间的吸引力而动起来，外力就要更大些——最大静摩擦力大于滑动摩擦力。
2）把接触的表面想象成有许多的凹凸，两面间的凹凸彼此咬合成为摩擦力的一个来源。相互静止时，彼此充分紧密地咬合；相互滑动时，凹凸已被前侧磨得（或压得）较平——后侧可以相互咬合的凹凸已经变浅变小了，于是滑动摩擦力就会小一些。
推车时，前后轮转动都是因为受到地面给它们施加的摩擦力的作用，即前后轮都有相对地面向前运动的趋势，所以地面对前轮的摩擦力和对后轮的摩擦力都向后。
骑车时，人通过链条给后轮一个力，使后轮转动，假设地面光滑，则后轮会向前加速转动，说明后轮有相对地面向后转动的趋势，所以地面对后轮的摩擦力向前。前轮转动是因为受到力的作用，假设地面光滑，前轮就不会转动，所以地面对前轮的摩擦力向后。

（判断摩擦力方向时，可以假设接触面光滑，这时物体的运动方向就是它的运动趋势方向。）

摩擦力跟三个因素有关：1、正压力2、接触面间的摩擦系数3、两物体间有相对运动趋势
摩擦力与重力之间没有直接的关系，物体在水平面中重力相当于正压力，这时只要接触面不光滑，也就是有动摩擦系数，且物体与水平面之间有相对运动趋势，就可以用公式：摩擦力=摩擦系数*正压力（重力）
然而物体在斜面上摩擦力的计算方法就不同了，此时还跟斜面倾角有关系。在物体放在斜面上且静止状态下一般可以用：摩擦力=重力*Sin（倾角）
如果物体在斜面上滑动，则摩擦力=摩擦系数*重力*Cos(倾角）
匀速拉动物体的拉力不一定为摩擦力，如果拉力跟物体运动方向成一直线，可以说此时拉力的大小等于摩擦力，如果不成一直线就要用拉力在物体运动方向的分量作为摩擦力的大小。
1.摩擦分类

1)静摩擦力：相互接触的物体有相对运动的趋势时，在接触面上产生的阻碍物体相对运动的作用力

2)滑动摩擦力：相互接触的物体作相对运动时，在接触面间产生的阻碍物体相对运动的力

2.摩擦力产生条件：

(1)两个物体直接接触

(2)两接触面间有相互挤压

(3)接触面都粗糙

(4)两物体有相对运动或者相对运动趋势

3.摩擦力的三要素

1)大小，静摩擦力的大小既是可变的，它可随着相对运动趋势，在O到 之间变化，又是有界的，在挤压力一定时，存在着一个最大静摩擦力 不能无限增大。

滑动摩擦力的大小决定于两个因素μ和N，即f＝μN，μ反映接触面的材料和粗糙程度，而N反映其挤压程度.

2)方向，摩擦力的方向是沿着接触面，且与相对运动或相对运动的趋势方向相反

3)作用点，摩擦力分布在一个平面上，但其存在一个等效作用点.
定义：一根硬棒，在力的作用下，能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。
杠杆平衡条件：动力臂×动力=阻力臂×阻力
杠杆是一种简单机械；一根结实的棍子（最好不会弯又非常轻），就能当作一根杠杆了。上图中，方形代表重物、圆形代表支持点、箭头代表用，这样，你看出来了吧？在杠杆右边向下杠杆是等力杠杆；第二种是重点在中间，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；第三种是力点在中间，动力臂小于阻，是费力杠杆。
第一种杠杆例如：剪刀、钉锤、拔钉器……杠杆可能省力可能费力，也可能既不省力也不费力。这要看力点和支点的距离：力点离支点愈远则愈省力，愈近就愈费力；如果重点、力点距离支点一样远，就不省力也不费力，只是改变了用力的方向。
第二种杠杆例如：开瓶器、榨汁器、胡桃钳……这种杠力点一定比重点距离支点近，所以永远是省力的。
如果我们分别用花剪（刀刃比较短）和洋裁剪刀（刀刃比较长剪纸板花剪较省但是费时；而洋裁剪则费力但是省时。

生活中的杠杆
1.剪较硬物体
要用较大的力才能剪开硬的物体，这说明阻力较大。用动力臂较长、阻力臂较短的剪刀。
2.剪纸或布
用较小的力就能剪开纸或布之类较软的物体，这说明阻力较小，同时为了加快剪切速度，刀口要比较长。用动力臂较短、阻力臂较长的剪刀。
3.剪树枝
修剪树枝时，一方面树枝较硬，这就要求剪刀的动力臂要长、阻力臂要短；另一方面，为了加快修剪速度，剪切整齐，要求剪刀刀口要长。用动力臂较长、阻力臂较短，同时刀口较长的剪刀。
人体内的杠杆

运动系统是许多个杠杆结构组成的，人体的许多动作都是通过杠杆作用而表现出来的。

在运动过程中，骨为运动的杠杆，关节为运动的支点，骨骼肌施加动力。当骨骼肌收缩时，牵动所附的骨围绕关节转动，就会产生各种动作。人体内有三种类型杠杆，即等臂杠杆、省力杠杆和费力杠杆。下图示仰头、跷足、屈肘分别代表的三种杠杆，你能判断出各属哪一种吗？

图中O表示关节构成的支点，三图分别表示寰枕关节、跖趾关节和肘关节。A点为肌肉在骨上的附着点，即力点，B则表示重点，由此可知，仰头为等臂杠杆，跷足为省力杠杆，而屈肘则为费力杠杆。在屈肘动作中，如果OB是OA的8倍，假如你要用手托起8千克的铁球，请你算算看，肱二头肌至少要施加多大的 力？（答：627.2牛顿）

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人身上的杠杆

在人体生理卫生课上已经学过，人身上有206块骨，其中有许多起着杠杆作用，当然这些起杠杆作用的骨不可能自动地绕支点转动，必须受到动力的作用，这种动力来自附着在它上面的肌肉．

肌肉靠坚韧的肌健附着在骨上．例如肱二头肌上端肌腱附着在肩胛骨上，下端肌腱附着在桡骨上（如图），肱三头肌上端有肌腱分别附着在肩胛骨和肱骨上，下端附着在尺骨上．

人前臂的动作最容易看清是个杠杆了，它的支点在肘关节．当肱二头肌收缩、肱三头肌松弛时，前臂向上转，引起曲肘动作；而当肱三头肌收缩、肱二头肌松弛时，前臂向下转，引起伸肘动作．从上图很容易看出，前臂是个费力杠杆，但是肽二头肌只要缩短一点就可以使手移动相当大的距离．可见，费了力，但省了距离．

如图是跑动时腿部肌肉示意图，为了画面简单容易看清，右腿没有画出臀大肌、股四头肌，左腿没有画出髂腰肌①、股二头肌．当右腿向前跨步时，是右腿的髂腰肌收缩、臀大肌松弛，使右大腿抬起；股四头肌松弛，股二头肌收缩，使右膝弯曲．这时候，左腿由于它的髂腰肌松弛，臀大肌收缩，股四头肌收缩，股二头肌松弛，而伸直．

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杠杆运动

在人体中，骨在肌拉力作用下围绕关节轴转动，它的作用和杠杆相同，称为骨杠杆。人体的骨杠杆运动有三种形式：
1.平衡杠杆：支点在力点和重点之间。如颅进行的仰头和俯首运动。
2.省力杠杆：重点在支点和力点之间。如行走时提起足跟的动作，这种杠杆可以克服较大的体重。
3.速度杠杆：力点在重点和支点之间。如肘关节的活动，这种活动必须以较大的力量才能克服较小的重量，但运动速度和范围很大

10. 生活中有哪些省力杠杆和费力杠杆还有等臂杠杆~

1、省力杠杆：来瓶器、榨源汁器、胡桃钳、撬棍、扳手、钳子、拔钉器、开瓶器、铁皮剪刀、钢丝钳、指甲剪、汽车方向盘等。

2、等臂杠杆：天平，定滑轮，跷跷板、衣裳挂、挂钟等。

3、省力杠杆由力的作用线到支点的距离叫做力臂。根据公式F1L1=F2L2可得，力臂越长力就越小。省力杠杆，顾名思义，其动力臂较长，动力较小，所以省力。但是通常省力杠杆省了力气会相应的费距离。等臂杠杆是杠杆的一种，动力臂和阻力臂长度相同，既不省力也不费力，既不省距离也不费距离。

(10)仰头杠杆扩展阅读：

1、省力杠杆

省力杠杆动力臂大于阻力臂，平衡时动力小于阻力。虽然省力，但是费了距离。<也就是说当力臂的长度（以支点O为分界线）大于阻力臂的长度时，这便是省力杠杆。

2、等臂杠杆

在我国历史上也早有关于杠杆的记载。战国时代的墨家曾经总结过这方面的规律，在《墨经》中就有两条专门记载杠杆原理的。这两条对杠杆的平衡说得很全面。里面有等臂的，有不等臂的；有改变两端重量使它偏动的，也有改变两臂长度使它偏动的。