器官

中学综合学科资源库——器官 胡 波（华东师范大学化学系） 张映辉（华东师范大学生物系） 人体五官与感觉传感器 时至21世纪，人类的部分劳动已交由机器人完成。在众多机器人中，智能机器人的工作过程完全模仿了人体的活动机理：感觉传感器将外界信息传送给相当于人脑的计算机处理，相当于人体四肢的执行机构则按计算机指令操作。下面我们就将人体五官与感觉传感器作一个对比介绍。 一、眼睛与视觉传感器 眼睛是人体的视觉器官，可识别物体的材质、方位、形状、颜色及大小等等。但人的视力仅限于可见光范围，而视觉传感器则能检测到红外线、可见光及紫外线。 红外线视觉传感器能在伸手不见五指的黑夜看清物体，这是因为任何温度高于绝对零度的物体都会以红外线的形式向外辐射能量，该能量与物体的温度、材质、状态有关，测出辐射能量便能鉴别物体。 CCD视觉传感器依其光敏元排列方式分为线型和面型，每个光敏元的光生电荷量不仅含有光照度的信息，而且还含有该单元位置的信息。这种视觉传感器具有响应快、灵敏度高、稳定性好等优点，能够观察物体的位置、姿态、尺寸及面状况，被广泛应用于数码相机、数码摄像机、扫描仪等设备。 雷达及光纤传感器是真正的“千里眼”。雷达的原理是发射电波和接收电波，由时间差测定距离。雷达普遍用于找寻目标和测定距离，如微型脉冲雷达就被用作无人驾驶系统的“眼睛”。光纤传感器采用光波传递信息，频带宽，不受电磁干扰，耐腐蚀，可扰性好，用于检测各种机械量、过程控制量和电磁量。 二、皮肤与触觉传感器 作为人体触觉器官的皮肤能感受压力、硬度、形状、滑动、振动、温度等刺激，而各种触觉传感器同样能对物体表面的物理性质进行测试。2001年上海市高考物理试中出现的力电转换器就是这一类传感器。 一种机器手指的表面用橡胶膜制成，中心是一根细导线，中间布满了细小颗粒，这种颗粒被压得越厉害，流经导线的电流就越大。该机器手指触摸物体时能识别小于1mm的凹凸，达到了人体指尖的灵敏度。 滑觉传感器利用PVDF的颤噪效应或对阵列式触觉传感始的图像分析来检测作用在机械手上的平行力，借助滑觉传感器可以控制机械手用最小的力握住物体而不让其滑动。 人体皮肤只能在一段范围内（一般为－40℃～80℃）感受温度，否则就会受伤。而温度传感器不但测量范围宽（从绝对零度到核融等离子体温度），而且具有人类望尘莫及的高灵敏度。红外温度传感器还能进行不接触测量。 三、耳朵与听觉传感势 耳朵是人体的听觉器官，其机理是耳膜受外界的振动冲击并将信息送至大脑，耳朵轮廓的复杂形状使大脑感知声源的方位。人耳能感知的振动频率称为音频（一般为20Hz～20kHz）。 超声波传感器能探测到高于20kHz的振动，常用于无损探伤；当物体产生应变时，内部会发出超声波，置于物体表面的超声波传感器将之转换为电信号，用于进一步处理。这种听觉传感器已应用于机械、地震、航空、建筑等领域。 一种用于消防的电容式听觉传感器能探测到火焰发出的振动，所以用它检测空气振动，跟预知的频率对比，可判断火焰存在与否。 四、鼻子与嗅觉传感器 鼻子是人体的嗅觉器官，与之对应的是各种嗅觉传感器。用类胡萝卜素制成的嗅觉传感器在吸收了人类能强烈感受的气体（如酒精、丙酮）后，其电导率明显增加，而人类不能嗅出味道的氢、氦、氮、丁醇等气体则不导致类胡萝卜素电导率的变化。 半导体嗅觉传感器（如氧化锡、氧化锰）在吸收了氢气、一氧化碳、烷、醚、醇、苯、天然气、沼气等气体后，发生还原反应，放出热量使元件温度升高，电阻值改变，变化量取决于气体的浓度及成分据此，不仅可以嗅出气体的种类，还可嗅出气体的浓度。 嗅觉传感器被制成用于矿井、管道、车库以及厨房的各种气体报警装置，此外，利用嗅觉传感器检测汽车尾气的成分还可以调节发动机中空气与燃料的比例，使燃烧更充分，减少环境污染。 五、舌头与味觉传感器 人体舌头上有丰富的味蕾，味蕾的内外侧具有50～100mV的电势差。当口腔含有食物时，舌头表面的活性酶有选择地跟某些物质起反应，引起电位差改变，刺激神经组织而产生味觉。 模仿上述机理，人们研制了味觉传感器。首先将生物酶附着在人造膜上，酶便有选择地与被检测物质进行生化反应，然后通过电化学方法将反应产生的电动势或电流转换为传感器的输出信号进行测量。 味觉传感器被用于在线检测发酵过程的pH值、甜度以及检测肌肉素、尿素、血液中的氨基酸等。 【综合训练】 人的心脏位于胸腔中部，偏左下方，在两肺之间。心脏是血液循环的动力器官。它昼夜不停地收缩舒张，推动血液在血管里循环流动。随着生活水平的提高，伴随着心血管病也比以前增加了。为了提高生活质量，延长人的寿命，掌握心血管健康活动的常识就显得十分重要。 一．根据以下人体心脏构造图，将正确填入括号内。 1．在心脏中A、B、C、D依次为 A 左心房、右心房、左心室、右心室 B 右心房、左心房、左心室、右心室 C 右心房、左心房、右心室、左心室 D 左心房、右心房、右心室、左心室 2．在心脏A、B、C、D中的血液依次为 A 静脉血、动脉血、动脉血、静脉血 B 静脉血、动脉血、静脉血、动脉血 C 动脉血、动脉血、静脉血、动脉血 D 静脉血、静脉血、动脉血、动脉血 3．与心脏相连的E、F、H、G的血管依次为 A 主动脉、肺动脉、下腔静脉、肺静脉 B 肺静脉、主动脉、肺动脉、下腔静脉 C 主动脉、肺静脉、肺动脉、下腔静脉 D 肺动脉、主动脉、肺静脉、下腔静脉 4．血液由心脏入肺，然后回心脏，流经全身，再经心脏入肺的途径依次为 A F→H→A→C→E→B→G→E B F→G→B→D→E→G→H→A C F→H→A→C→F→B→G→E D F→G→B→D→E→H→A→C→F 【参考答案】 1．C 2．B 3．A 4．D 二．人体的导电和心动电流 1．电流通过生命机体或多或少都能传导，其电流的传导主要是靠 A 自由电子导电 B 离子导电 C 电解质的水溶液导电 D 质子导电 2．人体的心脏可看作是一个大而复杂的合体细胞处于导电媒质中，心电图中显示的心动电流产生机制的正确说法应该是 A 当细胞静止时，其膜外电势为正，膜内为负，因膜处电势相等，不出现电流 B 当局部细胞受激兴奋其电势低于末受激部位，而出现电流，在整个人体中形成电场，形成心电图的峰值 C 当整个细胞受激处于兴奋状态时，电场最强，形成心电图的峰值 D 当整个细胞受激处于兴奋状态时，膜外各处电势相等，不出现电流 【参考答案】 1．B、C 人体中存在大量的各种电解质及其水溶液，同时还存在大量游离的离子，因此，人体中电流的传导主要靠离子导电和电解质的水溶液导电两种导电方式。而金属导电主要是自由电子导电，质子一般难于移动。 2．A、B、D 心膜所处的状态，决定它的电势高低或电势差的有无。当心膜处于静态或全兴奋态时，成为等势面，无电势差，不会在心电图中出现心动电流；当心膜处于局部兴奋状态时，膜外的不同部位间形成电势差，则会在心电图中出现心动电流。 本题以人体导电和心电图中心动电流的产生为研究对象，综合了中学生物、物理两门学科的知识内容，涉及判断、理解、分析等能力的综合应用。 三．人体的血液循环系统是由心脏和血管组成，心脏收缩将血液射入动脉，并推动血液向前流动。心脏收缩时，动脉血压所达到的最高数值叫做收缩压，心脏舒张时，动脉血压下降到的最低数值叫做舒张压。 1．正常成年人的血压，收缩压为 千帕，舒张压为 千帕。 2．从左心室射入主动脉的是 血；从静脉流入左心房的是 血。 3．心脏收缩时向动脉输出血量的多少，可以作为衡量心脏工作能力大小的标志，心脏每次射出的血量，称为每搏输出量，人体在安静时，每搏输出量约700mL。若血压的平均值为13千帕，由此估算心脏的平均功率。 【参考答案】 1．12～18.7 8～12 2．动脉 动脉 3．每搏一次的功W＝0.91J 心率按75次/分计 心脏功率p＝1.1w 四．心脏在人的一生中之所以能够不停地跳动而不疲倦，其原因之一在于它的活动具有节律性。心脏怎样有节律地活动呢？下图是心脏每跳动一次，心房和心室的舒张、收缩情况情解： 心脏每跳动一次时间图解 l．如果某人心率为75次/min，则心脏每跳动一次所需的时间是 。心房、心室共同处于 期，所占时间约为 2．假如某人心率为75次/min，每搏输出量为70mL，则每分钟输出量为 。一般情况下，长跑运动员与正常人柑比，心率较慢，但 较多，所以能满足运动时的供血。 3．从上图解分析，心脏在人的一生中不停地跳动。为什么不会疲倦。 4．什么叫做血液循环？ 5．分别写出体循环和肺循环的途径。 6．若某人的心位每分钟跳动75次，心脏收缩压为135mmHg（1mmHg＝133.322Pa，收缩一次输出的血量均为70mL，计算心脏收缩时做功的平均功率多大？ 7．心脏每跳动一次，从左心室以大约0.30m/s的速度排出0.07kg左右的血液，进入主动脉。若把身体完全与外力隔离，则身体系统将以速率v2反冲，设某人的质量为70kg，求反冲速率。 如右图所示，与左心室相接的那一段主动脉，称为升主动脉，它位于与身体的头—足轴线接近于平行的线上。因而排出的血液一开始向着头运动，身体就立即向着脚反冲。当血液到达升主动脉顶端（主动脉弓）时，血液的速度倒转为身体的速度。 【参考答案】 1．0.88 心脏在单位时间内跳动的次数叫心率。心脏每分钟跳75次，跳动一次的时间是0.8s；舒张0.4s。从图解中可以看出这样的结果。 2．5250mL 每搏输出量是指心脏跳动一次，心脏收缩时向动脉输出的血量。每收缩一次输出70mL，每分钟输出量为70×75。 经常参加体育锻炼的人，心肌发达，搏动有力，每搏输出量比一般人要大。 3．从图中可以看出，如果心率是75次/min，其中心房只工作（收缩）了0.1s，休息（舒张）了0.7s，心室工作了0.3s，休息了0.5s，可见心脏每跳动一次，心房、心室舒张期比收缩期长，心脏有充分休息的时间，因此人的一生，心脏不停地跳动而不知疲倦。 4．血液在心脏和全部血管组成的管道中进行的循环流动，叫血液循环。 5．体循环：左心室→主动脉→全身各处动脉→全身毛细血管→全身各处静脉→上、下腔静脉→右心房 肺循环：右心室→肺动脉→肺部毛细血管→肺静脉→左心房 6．1.6W 7． 对于质量为70kg的人来说，反冲速率是：－3×10－3m/s 负号表示身体反冲的方向与血液流动的方向相反。 物理学中的动量守恒定律应用十分广泛，除了典型的碰撞实例外，在医学中的心脏病诊断上也有一定的应用，本题就阐述了这样一个例子，考虑整个人体系统的动量守恒，使学生对动量守恒定律有更细致的了解和分析。 本大题综合心脏的生理机能，涉及心脏的收缩、舒张、脉搏、心率、供血量、收缩压、衰变和功率等概念。通过本题的分析，能对心脏的工作情况有一个初步的了解。本题与生活现实紧密结合，对心血管疾病的研究是现代医学研究领域里的热点问题，中学生必须学会生活，必须具备必要的生活医学知识。 五．1．在测定血液的密度时不能用密度计，因为那样做需要的 太大。巧妙的方法是：在准备好的几支试管里分别装入浓度不同的 色硫酸铜溶液，其分子式为 。然后将被测血液分别滴入每支试管里，可以观察到 、 和 三种现象。如果血液是悬浮在硫酸铜溶液中，则说明血液的 相同。作出这样判断的根据是 。血液能在硫酸铜溶液中悬浮而不溶化是因为血液中的 与重金属离子发生了 反应。 2．为了测得人体中血液的体积，取一小瓶放射性同位素的溶液，测得1min内衰变的次数为6×103次。它的半衰期T＝5h，将它注入人体经过15h后，从人体中取出10cm3的血液，测得每分钟衰变两次。求：人体血液的体积有多少升？ 3．血液的pH保持在7.35～7.45是非常重要的，血液中存在三种缓冲体系，并以此来维持这个pH变化范围。这些体系中最重要的是碳酸氢根离子碳酸缓冲体系。这个体系可以用下面的方程式来表示： 根据给出的这个方程式，不正常的呼吸方式可以导致血液中酸—碱的不平衡，导致呼吸酸中毒（pH过低）和呼吸碱中毒（pH过高）。 问：太快而且太深的过度呼吸为什么可以导致呼吸碱中毒？相反，太浅的过度呼吸是导致呼吸酸中毒的原因，试解释。 4．某病人心脏在一次搏动中可泵出血液72mL，每分钟搏动80次。医院为对他进行诊断检查，把一种不透出血管的试剂12mL，由静脉一次注射进入体内，经一定时间后再抽取血样检查，发现该试剂浓度已稳定在3mg/L，试计算该病人全部循环血量通过心脏一次需多长时间？ 【参考答案】 1．血液量 淡蓝 CuSO4 下沉、上浮、悬浮 密度与硫酸铜溶液的密度 物体的浮沉条件 蛋白质变性 本题以生活实例为背景，综合了中学物理、化学、生物三科的知识内容。解此题的知识点要求不高，而能力要求不低，要学生掌握硫酸铜溶液的颜色、分子式，要知道血液在硫酸铜溶液中上浮、下沉和悬浮三种物理现象。能根据物体由浮沉条件而推断出血液的密度，最后还要回答血液在硫酸铜等重金属溶液中为什么能不溶化的生物问题。 2．3.75L 3．因为太快、太深的过度呼吸运动使得肺泡内CO2浓度大大降低，从而加快了肺部血液中的CO2过多地扩散进入肺泡，排出体外，使上述平衡向左移动，血液中的H+浓度减少，pH增大，从而导致呼吸碱中毒。相反，太浅的过度呼吸，使得肺泡内CO2浓度增大，上述平衡将向右移动，血液中的H+浓度增大，pH减少，从而导致呼吸酸中毒。 化学平衡与生物学中呼吸系统相结合。 4．依题意，病人心脏每分钟搏动80次，每次泵血72mL，则每分钟泵血量为V＝5.76×10－3m3 已知试剂质量m＝12mg，且在血液中循环不能渗透到血管外的组织中，试剂浓度ρ＝3mg/L是保持稳定不变的，因此血循环系统中的血量V1＝4×10－3m3，则 心脏泵完全部循环血量V1所需时间 t＝V1/V＝41.7s 本题以心脏和血液循环系统为研究对象，综合了物理、生物两门学科的知识内容，涉及判断、理解、推理和分析解决问题等多方面能力的综合应用。 本题以一次普通的病因诊断检查为实例，应用生物学和物理学的基本概念、规律进行计算，可见在日常社会生活中，综合应用各学科知识和能力的重要。血液在体内循环是一个生物力学问题，其中泵血量和泵血时间是生命健康的重要指标，因此现代社会和现代人对此是十分关注的。 六．心电图的出纸速度（指带移动的速度）是2.5cm/s，记录下的某人的心电图如下（图纸上每小格边长为1mm）则： 1．此人的心率为多少次/分（保留两位有效数字）？ 2．若某人的心率为75次/分，每跳一次输送80mL血液，他的血压（可看作心脏压送血液的平均压强）为1.5×104Pa，据此估算此人心脏跳动做功的平均功率P。 3．按第二问的答案估算一下，人的心脏工作一天所做的功相当于把1吨重的物体举起多高？ 【参考答案】 1．应该用最左端到最右端两个尖峰间的距离14.2cm÷2.5cm/s=5.68s为7个跳动间隔，算出心率。 相邻两次心跳的时间间隔为5.68÷7=0.811s，心率为60÷0.811=74次/分。 2．设血管的横截面积为S，每次压送血液的行程为L，由W=FL和F=PS，可得每次心跳所做的功W=FL =PΔV，再除以每次心跳所用的时间，可得平均功率。 W=PΔV=1.2J，P=W/t=1.5W。 3．一天内做的功等于mgh可求高度h。 1.5×3600×24=103×10h，h=13m 七．心脏起搏器是一种人造心脏激励器。它向心脏发送小的电脉冲，以使心脏有规则地跳动。心脏起搏器适用于正常、健康的心律被破坏的情况。在多数情况下，病人一辈子都需要起搏器。 一个典型的起搏器体积为5cm×5cm×1cm，重约50g，金属盒是用钛作的，外面套着一层橡胶。大多数起搏器是由锂电池或银锌电池驱动。原子能电池也可以应用在这上面，这种电源内有一薄片金属环，它可以放出热并给一组热电偶供热，从而产生电。右图所示是一个简单的电子脉冲电路，表示了怎样发出一个规则的电流脉冲。通过调整阻值，可以增高或降低灯的闪动速率，这类似于心率在休息时和活动时的不同情况。 起搏器适时地向心肌提供电脉冲，它使心脏保持适当的心率，这很像是用电线去接触肌肉使它收缩。从起搏器发出的电脉冲沿着一条线传到一个与心脏壁接触的电极上。 埋植起搏器时，切一个小口使一条大静脉露出，把起搏器的导线插入静脉直通到心脏内部。电极头被稳固地安放在右心室的底部，并与肌肉接触。如右图所示，起搏器的盒埋放在上胸部的皮肤下面。整个手术只需20分钟就可完成。 阅读上述材料，回答以下问题： 1．心脏的哪一个心室把血液输送到肺部？哪一个心室把血液输送到身体各部？ 2．为什么起搏器要把电脉冲先送至心房，再送至心室？ 3．请想一想为什么起博器的盒要埋放在胸前，而不装在胸腔内，离心脏更近一些？ 4．为什么电极导线要从静脉插入，而不是从动脉插入？ 5．心脏起搏器是表明现代技术可以对医学做出重大贡献的一个例子，你还能举出其他的例子吗？ 【参考答案】 1．心脏是主要由肌肉组成的器官，它从肺部抽取带氧的血液，并把血液输送到身体的各组织，以便这些组织生存和工作。心脏还把带有二氧化碳的血液输送回肺部；然后由肺部呼出体外。右图表示了心脏的结构。心脏右部收集来自身体各部位的血液，并送到肺部；心脏左部收集来自肺部带氧的血液，并送到身体的各组织。即右心室把血液输送到肺部，左心室把血液输送到身体各部。 2．心脏的跳动由一个“天然起搏器”控制，它通过心脏发送一个电脉冲。这些脉冲先通过两个心房，并使心房收缩，结果通过瓣膜把血液挤进两个心室。在一个很短的间隔后，电脉冲通过心室，又使心室收缩，并把血液挤进肺部或身体各部。从大脑来的信息，通过神经传到天然起搏器，可以使心率加快。偶然地，天然起搏器或传送电脉冲的路径出了毛病，这时起地器就可用来接替天然起搏器的工作。按照天然起搏器的工作原理，把电脉冲先送至心房，再送至心室。 3．把起搏器的盒安放在胸前的皮肤下，而不是胸腔内，可以避免大的外科手术，检修和更换电池都很方便。 4．电极导线从静脉插入直通到心脏内部，能将起搏器发出的电脉冲沿着导线先传至心房，再传至心室。 5．现代技术对医学做出贡献的例子很多，例如外科器官移植手术、放射医疗法、机械肾等。 八．能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10－18J，已知可见光的平均波长约为0.6um。 1．进入人眼的光子数至少为 A 1个 B 3个 C 30个 D 300个 2．人眼相当于一个光学系统 A 焦距不变的凸透镜 B 焦距可变的凸透镜 C 焦距不变的凹透镜 D 焦距可变的凹透镜 3．引起视觉的部位 A 虹膜 B 视网膜 C 晶状体 D 视觉中枢 【参考答案】 1．B 2．B 3．D 九．眼睛是我们人类的重要器官，俗话说，眼睛是心灵的窗口，我们了解、认识自己的眼睛，科学地使用眼睛和保护眼睛是极为重要的。 眼睛的主要构造如右图所示： 1．指出图中各都分的名称： 1 2 4 5 6 7 8 10 12 2．从物理角度来看，眼睛的 、 、 和 的共同作用相当于凸透镜。物体通过眼睛在 上生成 立的 的 像。 3．眼睛与照相机的相同之处是：都能看远处和近处的物体或拍远景和近景，因为物距u v（v为像距，填“＞”或“＞”，因而在视网膜上或感光底片上生成倒立的、缩小的实像眼睛看远处物体时，其晶状体最 即 最大。照相机拍远景时，其暗箱的长度最 。眼睛与照相机不同之处是：眼睛的 距不变，靠改变 距使远近物体成像在视网膜上。照相机的 距不变的，靠改变 距使远景、近景成像在感光底片上。 4．透镜焦距的倒数叫做它的焦度，其单位是屈光度。眼镜的度数＝屈光度×100。一副眼镜的度数是－200度，其焦距f＝ cm，焦度D＝ 屈光度。 5．简述什么叫视角？视角大小跟什么有关及眼睛能看清物体的条件？ 6．长时间的近距离看写字，会使 内的平滑肌长时间处于收缩状态，最后可能失去调节的灵活性，而造成假性近视，以后仍不注意，就会造成眼球的 ，变成真性近视，近视眼要戴 的眼睛纠正。 7．正常人看清楚物体的范围从 到 近视眼的远点较 ，近点较10cm ，明视距离较25cm 。 8．有两个人，一个是近视眼患者，一个是远视眼患者，已知近视眼的患者明视距离为10cm，远视眼的患者明视距离为40cm，问这两个人分别应配多少度什么样的眼镜？ 9．下图为眼球盲点测试图，测试方法：将测试图放在眼前10cm左右处，用一只眼（另一只眼遮住）正视图中的十，眼球不能转动，利用余光去看右下角的○，前后稍稍移动图的位置，当眼睛余光看不到○时，○落在你眼球的盲点处。 ①假如上图是右眼的横剖图，此图是用来测试左眼球的盲点，盲点的位置在 ②两眼平视前方一点，在视野范围内，是否因盲点的存在而看不见投射在两眼球盲点上的外界物质？理由是什么？ 10．假如把人的眼球比喻成一架照相机，那么，照相机的镜头，暗箱的壁和装入的底片分别相当于眼球的哪些结构？ 11．在双目失明的人群当中，有的失明者经检查眼球的结构完好无损，但是他就是看不见周围的物体。这种情况说明是眼睛的哪一部分可能发生了病变？ 【参考答案】 1．角膜 晶状体 虹膜 睫状体 巩膜 脉络膜 视网膜 视神经 玻璃体 2．角膜 房水 晶状体 玻璃体 视网膜 倒 缩小 实 3．＞ 扁 焦距 小 像 焦 焦 照相机利用凸透镜u＞2f时成倒立缩小的实像制成，眼睛的成像情况与照相机相同。故填“＞”，晶状体最扁时能够看到最远点，此时晶状体的焦距最大。而照相机拍远景时，即u→∞。，则v→f，则暗箱长度最小。眼睛是个变焦系统，不管远景和近景均能成像在视网膜上，故其像距不变，焦距改变。而照相机的焦距不变，靠改变像距使像成在底片上。 4．－500 2 5．物体对眼睛的光心所张的角度叫做视角。用φ表示，φ的大小跟物体的大小和物体离眼睛的远近有关。眼睛能看清物体的条件是：仅成在视网膜上，入射光要有一定的强度，视角大于某一数值（正常人眼睛视角φ＞1’）。 6．睫状体 前后经过长 凹透镜 7．10cm 无穷远 近 小 小 8．近视眼应配凹透镜，－600度； 远视眼应配凸透镜，150度。 9．①盲点位于视网膜靠近鼻侧一方 ②不可能，外界同一物体反射的光线不可能同时投射在两眼球的盲点上 10．照相机的镜头相当于眼球的晶状体，暗箱的壁相当于脉络膜，底片相当于视网膜。 11．视神经或大脑皮层神党中枢发生病变 因为外界物体反射来的光线，经过眼球的折光系统在视网膜上形成物像，物像刺激视网膜上的感光细胞，就光细胞产生的神经冲动沿视神经传入到大脑皮层的视觉中枢才能形成视觉。 十．狗的快速应急起跳问题： 1．骨骼肌包括肌腱和 两部分。一般骨骼肌两端是白色的 ，分别附在邻近的两块骨上。中间部分是 ，主要由 构成，外面包有 膜，里面有许多和 。 2．狗突然跳起跃过一排栏杆，在此瞬间，狗的两个后爪踏在平台上。 ①测得每只脚的作用力F＝560N，如右图所示，此力作用线与踝关节距离为0.13m，试问该力的力矩多大？ ②力矩是通过跟腱作用，由踝伸肌产生的，它与关节相距L’＝0.03m，则肌肉施的力多大？ ③若测得该肌腱的平均横截面积S＝0.218×10－4m2，则其压强多大？ ④已知肌腱拉伸的极限压强通常为pm≤100×106N/m2，但此时跟腱并未损坏，其原因何在？ 【参考答案】 1．肌腹 肌腱 肌腹 肌细胞 结缔组织 血管神经 2．①M＝73N·m ②2400N ③1.10×108N/m2 ④跳跃时间极短暂。 本题以狗的起跳动作为研究对象，综合了中学生物、物理两科的知识内容，涉及理解、判断、推理、分析和解决实际问题的方法等多方面能力的综合应用。骨骼肌的结构是决定起跳发力的重要因素，这是运动生理学的基础。关于生物体运动过程中的动力学和静力学的计算，还应考虑一些其他因素，这里只是简单的粗略计算。 主页 下载 论坛 中学综合学科网 第 11 页 共 11 页 http://hbtk.126.com