八仙桌、长板凳最早可追溯到有虞氏的时代，是非常实用的家具，如图甲所示。每条凳子可供双人同坐，一人准备站起时，会对另一人说“您坐好”，尽显中华民族的美德。图乙为凳子的模型图，若忽略凳脚自重，凳面为质量分布均匀的长木板，自重30牛，AB长5cm，AC长15cm，AD长120cm，人的重力为600牛。

1. 八仙桌、长板凳最早可追溯到有虞氏的时代，是非常实用的家具，如图甲所示。每条凳子可供双人同坐，一人准备站起时，会对另一人说“您坐好”，尽显中华民族的美德。图乙为凳子的模型图，若忽略凳脚自重，凳面为质量分布均匀的长木板，自重30牛，AB长5cm，AC长15cm，AD长120cm，人的重力为600牛。

(1) 人坐在凳子上使凳子顺时针翻转时，凳子属于杠杆。

(2) 若人对凳子的力作用在B点右侧3cm处，且人与地面之间无作用力时，会不会摔跤？请计算说明。

(3) 若要确保人坐在凳子上的每一个点均安全，可对凳子进行怎样的改进？

【考点】

杠杆的平衡条件; 杠杆的分类; 杠杆的应用;

【答案】

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解答题普通

1. 图甲为人低头时颈部杠杆模型，A 点为头颅模型的重心，B 点为肌肉拉力的作用点，头颅模型在重力作用下可绕支点O转动。当头颅为竖直状态时，颈部肌肉的B处提供的拉力为零(如图甲)，当头颅低下时，颈部肌肉会主动提供一定的拉力F₁ ，使头颈部保持平衡。如图乙为某次低头时颈部的杠杆示意图。

(1) 如图乙所示，低头时颈部杠杆类型为杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”) ；

(2) 结合模型分析，低头角度越大，颈部肌肉的拉力越大，请简要说明理由：；

(3) 请你就预防和延缓颈肌损伤提出一个合理化的建议：。

解答题普通

2. 如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理利用了杠杆，图乙所示是两个杠杆组合的示意图.桶盖的质量为500g，脚踏杆和其他连接杆的质量不计，已知 $\text{[math]}$ 桶盖DO₂质量分布均匀，厚度不计，D为重心，桶盖闭合时，连接杆BC 处于竖直状态。

(1) 由图乙可知， AO₁B为(选填“省力”或“费力”)杠杆。

(2) 若要把桶盖翻开，脚对踏板 A处的压力至少为多大?(g取 10N/kg)

(3) 4月1日入汛以来，广东珠江流域多次发生特大洪水，给群众的生命安全造成巨大损失，有人建议把小区塑料垃圾箱改造为洪水应急救生器，平时塑料垃圾桶，洪水来了应急可以当救生器来救生。总质量为2千克总体积为42立方分米的密封完好的装有几个抓环的塑料垃圾桶(垃圾桶被清空所有垃圾)，可以让多少千克的人坐在垃圾桶上，垃圾桶刚好浸没水中而不下沉?

解答题普通

3. 小科在使用自动烤串机进行烤串时，发现一般的食物都能在烤串机上实现顺时针翻转，而花菜则在图甲→乙→丙三者之间晃动，无法完成顺时针翻转。为研究该问题，小科建构了如图丁所示的模型，OA 长2cm。

(1) 烤花菜时，旋转的烤串杆属于(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。

(2) 若花菜的质量为20g，要让花菜能成功转过图丁所示位置，烧烤机给齿轮的力等效作用在 B 点，则应在 B 点处至少提供多少牛的力?

(3) 若想让花菜完成顺时针翻转，请提出一条合理的建议。

解答题普通