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。这些杠杆模型怎样?是哪种类型的杠杆?请同学们相互讨论,并请教老师。
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