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拔河比赛是一项能反映团队协作精神的一项体育活动.在我们学过力的有关知识后，对拔河比赛可能会有一个新的认识，同时也会产生新的疑问.如拔河比赛究竟比的是什么?用到哪些物理知识?很多人会不加思索地说：“就看谁的力气大呗!”这样的回答其实是不够的，问题并不是那么简单的.下面，我们就利用力的相关知识来分析一下“拔河比赛”.
一、力的作用是相互的——作用力与反作用力
例1甲、乙两个小朋友拔河，关于他们相互作用力大小的说法中正确的是().
A.甲把乙拉过来，说明甲拉乙的力大于乙拉甲的力
B．甲和乙谁也没有拉动谁，说明相互之间没用力的作用
C.只有甲和乙谁也没有拉动谁，他们的相互作用力大小才相等
D．他们两人之间的相互作用力大小总是相等的
解析根据牛顿第三定律，当物体甲给物体乙一个作用力时，物体乙也必然同时给物体甲一个反作用力，而且这一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，且在同一直线上.对于拔河的两个人，甲对乙施加了多大拉力，乙对甲也同时产生一个等大的拉力.故本题选D.
二、二力平衡——作用在同一物体上的两个力，如果它们大小相等、方向相反、且作用在同一条直线上，这两个力就是一对平衡力
例2甲、乙两队进行拔河，如果甲拉绳的力为F甲，乙拉绳的力为F乙，若不计绳重，则下列说法中正确的是().
A．F甲和F乙是一对作用力和反作用力
B．F甲和F乙是一对平衡力
C.如果甲队获胜，F甲大于F乙
D．如果乙队获胜，F甲小于F乙
解析F甲和F乙是同时作用在同一物体——绳子上的两个力，又不计绳重，故这两个力应大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，而作用力和反作用力是作用在两个不同物体上的.很显然，本题的正确答案为B.
可见，在甲、乙双方进行拔河比赛时，甲拉乙的力和乙拉甲的力是一对作用力和反作用力，或者是甲拉绳子的力和乙拉绳子的力，是一对平衡力，这些也并不是最重要的，重要的是它们大小相等，也就是说双方之间的拉力大小都不是决定比赛胜负的要素.
三、摩擦力——存在于两个相对滑动或将要相对滑动的物体之间
(一)人与地面之间的摩擦力
例3甲、乙两同学拔河，结果甲胜乙负，如果甲拉绳的力为F甲，乙拉绳的力为F乙，地面对甲的摩擦力为f甲，地面对乙的摩擦力为f2，则().
A．F甲=F乙，f甲>f乙
B．F甲>F乙，f甲 C．F甲>F乙，f甲=f乙
D．F甲>F乙，f甲>f乙
解析同一根绳上弹力相同，甲、乙对绳的拉力F甲、F乙大小都等于绳上的弹力.那乙同学为什么会输呢?我们不妨对输方乙同学进行受力分析，乙同学在水平方向上受到甲的拉力，在其反方向上受到地面对乙施加的摩擦力，而乙同学又被甲拉动了，说明甲对乙的拉力大于乙所受到的地面的摩擦力.而甲是静止的，甲受到的静摩力f甲等于当时绳上的弹力.很显然，乙同学失败的原因是由于乙同学脚下受到的最大静摩擦力小于绳上拉力，运动状态发生了改变的缘故.故本题的正确答案为A.
看来，拔河比赛获胜的关键则是甲、乙两人受到地面的摩擦力.甲要把乙拉动，甲对乙的拉力必须大于乙所受的地面的最大静摩擦力，反过来说只要乙所受的拉力小于乃至等于乙所受地面的最大静摩擦力，就不会被拉动.因此，增大与地面的摩擦力就成了胜负的关键.怎样才能增大运动员与地面之间的摩擦力呢?首先，可以穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子，这样能够增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦力.也正是这个原因，进行拔河比赛时往往要交换场地，以体现比赛的公平性；其次，就是队员的体重，体重越重，对地面的压力越大，摩擦力也就越大.大人和小孩拔河时，大人很容易获胜，关键就是由于大人的体重比小孩大.
(二)人手与绳子之间的摩擦力——人对绳子的拉力
我们还是先来弄清楚一个问题，人对绳子的拉力是如何产生的?人在拉绳子时，要向后移动，人的手与绳子之间就有相对滑动或相对滑动的趋势，在人手与绳子之间就会存在因相对滑动趋势而产生的静摩擦力.更直接地讲，人手与绳子之间的拉力实质就是人手与绳子之间的摩擦力，要使你对绳子的拉力大，就是要使你对绳子的摩擦力大，一方面，人手与绳子的接触面是越粗糙越好，抓绳子时要抓粗糙的地方；另一方面，手对绳子的握力要越大越好.在这种情况下，哪队手与绳子之间的摩擦力大，哪队的手和绳子之间就不容易打滑，哪队就会取胜.
例4拔河比赛获胜的诀窍有许多点，下列列举的几点不正确的是()．
A．组队时，要挑选体重大的人
B．队员们的鞋底应粗糙
C．组队时，要挑选体力大的人，力大即手对绳子的握力要大，膀子上的拉力也要大
D．啦啦队要齐声喊“一、二，加油!”不可各喊各的，目的是防止形成混乱嘈杂的噪声
解析A、B两个选项主要是为了增大地面对人的摩擦力，C选项主要是为了增大人手与绳子之间的摩擦力，A、B、C都是正确的，故选D.
(三)利用技巧增大压力从而增大摩擦力
当两队的实力相当时，队员用力的技巧也能起到很大的作用.在拔河时，队员可使自己的身体突然加速向上少许，即使人处于短时的超重状态，以此来增加人对地面的压力从而增大地面对人的最大静摩擦力，也就增加了你对对方的拉力，从而取得胜利.
例4甲、乙两位同学做如图1所示的“拔河”游戏，两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端，保持凳子水平，然后各自向两侧“拉”.若凳子下表面各处的粗糙程度相同，且在乙端的凳面上放四块砖，则下列判断正确的是().
A．凳子向甲方移动
B．凳子向乙方移动
C.凳子原处不动
D．凳子向体重大的同学一方移动
解析看谁能把凳子拉过来，主要就是看谁对凳子的摩擦力大，这就取决于人手与凳子之间的最大静摩擦力，而两个物体之间的最大静摩擦力与两个因素有关，一是两物体之间压力的大小；二是两物体接触面间的粗糙程度，即最大静摩擦因数.题目中已经交代凳子的下表面各处的粗糙程度相同，即最大静摩擦因数相同，那就要看两物体间的压力谁大谁小了.凳子的右方，乙这一边，加压了四块砖，乙方的手与凳子间的压力大，故乙与凳子之间的最大静摩擦力大，凳子向乙方移动，即选B.善于思考的同学，不妨再设想一下，如果乙端没有四块砖，能不能略施小计而取胜呢?当然能啊，乙方选手在手向右移动的同时，给凳子一个向上的力，使凳子向上加速，也就是使凳子处于短暂的超重状态，从而使人手与凳子之间的压力增大，摩擦力也同步增大，凳子也就被拉过来了.
(四)力的合成
对一个队来讲，绳子两侧的运动员要分配均匀，否则会出现摆尾，即左右蛇形摆动.一旦出现这种情况会使运动员站立不稳，同时合力减小，即绳上的总拉力减小.更重要的是每个队员的拉力都要沿着绳子的方向，因为各分力方向相同时，合力最大.
(五)杠杆原理
拔河时队员的站立姿势也同样重要.拔河时每一位运动员都不能看做质点.当脚与地面不滑动时，在分析人的平衡时可把脚看成转轴(或支点).此时，绳子对队员拉力产生的转动效果与人重力产生的转动效果应相等，即F拉×L拉＝Ｇ×LＧ，如图2所示，人的身体如能向后倾斜一点，即LＧ会变大，L拉会变小，所能产生的拉力也就越大.因此在拔河时人的姿势应为腿往前伸，重心向后，使绳子尽可能的低，这样在脚与地面的摩擦因数足够(脚不滑动)时，尽可能的增大绳子上的拉力.当然重心也不能过低，因为重心低，人家对你的拉力是斜向上的，一会减小你对地面的压力，也就减小了你与地面间的最大静摩擦力，另一方面又增大对方对地面的压力，也就增大了对方与地面间的最大静摩擦力，总之，降低重心也要适度.
总之，拔河比赛的胜负与众多因素都有关系，用到了很多力学方面的知识.现在我们再来看“拔河比赛”，它可是有着丰富的力学内涵喽.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
一、力的作用是相互的——作用力与反作用力
例1甲、乙两个小朋友拔河，关于他们相互作用力大小的说法中正确的是().
A.甲把乙拉过来，说明甲拉乙的力大于乙拉甲的力
B．甲和乙谁也没有拉动谁，说明相互之间没用力的作用
C.只有甲和乙谁也没有拉动谁，他们的相互作用力大小才相等
D．他们两人之间的相互作用力大小总是相等的
解析根据牛顿第三定律，当物体甲给物体乙一个作用力时，物体乙也必然同时给物体甲一个反作用力，而且这一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，且在同一直线上.对于拔河的两个人，甲对乙施加了多大拉力，乙对甲也同时产生一个等大的拉力.故本题选D.
二、二力平衡——作用在同一物体上的两个力，如果它们大小相等、方向相反、且作用在同一条直线上，这两个力就是一对平衡力
例2甲、乙两队进行拔河，如果甲拉绳的力为F甲，乙拉绳的力为F乙，若不计绳重，则下列说法中正确的是().
A．F甲和F乙是一对作用力和反作用力
B．F甲和F乙是一对平衡力
C.如果甲队获胜，F甲大于F乙
D．如果乙队获胜，F甲小于F乙
解析F甲和F乙是同时作用在同一物体——绳子上的两个力，又不计绳重，故这两个力应大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，而作用力和反作用力是作用在两个不同物体上的.很显然，本题的正确答案为B.
可见，在甲、乙双方进行拔河比赛时，甲拉乙的力和乙拉甲的力是一对作用力和反作用力，或者是甲拉绳子的力和乙拉绳子的力，是一对平衡力，这些也并不是最重要的，重要的是它们大小相等，也就是说双方之间的拉力大小都不是决定比赛胜负的要素.
三、摩擦力——存在于两个相对滑动或将要相对滑动的物体之间
(一)人与地面之间的摩擦力
例3甲、乙两同学拔河，结果甲胜乙负，如果甲拉绳的力为F甲，乙拉绳的力为F乙，地面对甲的摩擦力为f甲，地面对乙的摩擦力为f2，则().
A．F甲=F乙，f甲>f乙
B．F甲>F乙，f甲
D．F甲>F乙，f甲>f乙
解析同一根绳上弹力相同，甲、乙对绳的拉力F甲、F乙大小都等于绳上的弹力.那乙同学为什么会输呢?我们不妨对输方乙同学进行受力分析，乙同学在水平方向上受到甲的拉力，在其反方向上受到地面对乙施加的摩擦力，而乙同学又被甲拉动了，说明甲对乙的拉力大于乙所受到的地面的摩擦力.而甲是静止的，甲受到的静摩力f甲等于当时绳上的弹力.很显然，乙同学失败的原因是由于乙同学脚下受到的最大静摩擦力小于绳上拉力，运动状态发生了改变的缘故.故本题的正确答案为A.
看来，拔河比赛获胜的关键则是甲、乙两人受到地面的摩擦力.甲要把乙拉动，甲对乙的拉力必须大于乙所受的地面的最大静摩擦力，反过来说只要乙所受的拉力小于乃至等于乙所受地面的最大静摩擦力，就不会被拉动.因此，增大与地面的摩擦力就成了胜负的关键.怎样才能增大运动员与地面之间的摩擦力呢?首先，可以穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子，这样能够增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦力.也正是这个原因，进行拔河比赛时往往要交换场地，以体现比赛的公平性；其次，就是队员的体重，体重越重，对地面的压力越大，摩擦力也就越大.大人和小孩拔河时，大人很容易获胜，关键就是由于大人的体重比小孩大.
(二)人手与绳子之间的摩擦力——人对绳子的拉力
我们还是先来弄清楚一个问题，人对绳子的拉力是如何产生的?人在拉绳子时，要向后移动，人的手与绳子之间就有相对滑动或相对滑动的趋势，在人手与绳子之间就会存在因相对滑动趋势而产生的静摩擦力.更直接地讲，人手与绳子之间的拉力实质就是人手与绳子之间的摩擦力，要使你对绳子的拉力大，就是要使你对绳子的摩擦力大，一方面，人手与绳子的接触面是越粗糙越好，抓绳子时要抓粗糙的地方；另一方面，手对绳子的握力要越大越好.在这种情况下，哪队手与绳子之间的摩擦力大，哪队的手和绳子之间就不容易打滑，哪队就会取胜.
例4拔河比赛获胜的诀窍有许多点，下列列举的几点不正确的是()．
A．组队时，要挑选体重大的人
B．队员们的鞋底应粗糙
C．组队时，要挑选体力大的人，力大即手对绳子的握力要大，膀子上的拉力也要大
D．啦啦队要齐声喊“一、二，加油!”不可各喊各的，目的是防止形成混乱嘈杂的噪声
解析A、B两个选项主要是为了增大地面对人的摩擦力，C选项主要是为了增大人手与绳子之间的摩擦力，A、B、C都是正确的，故选D.
(三)利用技巧增大压力从而增大摩擦力
当两队的实力相当时，队员用力的技巧也能起到很大的作用.在拔河时，队员可使自己的身体突然加速向上少许，即使人处于短时的超重状态，以此来增加人对地面的压力从而增大地面对人的最大静摩擦力，也就增加了你对对方的拉力，从而取得胜利.
例4甲、乙两位同学做如图1所示的“拔河”游戏，两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端，保持凳子水平，然后各自向两侧“拉”.若凳子下表面各处的粗糙程度相同，且在乙端的凳面上放四块砖，则下列判断正确的是().
A．凳子向甲方移动
B．凳子向乙方移动
C.凳子原处不动
D．凳子向体重大的同学一方移动
解析看谁能把凳子拉过来，主要就是看谁对凳子的摩擦力大，这就取决于人手与凳子之间的最大静摩擦力，而两个物体之间的最大静摩擦力与两个因素有关，一是两物体之间压力的大小；二是两物体接触面间的粗糙程度，即最大静摩擦因数.题目中已经交代凳子的下表面各处的粗糙程度相同，即最大静摩擦因数相同，那就要看两物体间的压力谁大谁小了.凳子的右方，乙这一边，加压了四块砖，乙方的手与凳子间的压力大，故乙与凳子之间的最大静摩擦力大，凳子向乙方移动，即选B.善于思考的同学，不妨再设想一下，如果乙端没有四块砖，能不能略施小计而取胜呢?当然能啊，乙方选手在手向右移动的同时，给凳子一个向上的力，使凳子向上加速，也就是使凳子处于短暂的超重状态，从而使人手与凳子之间的压力增大，摩擦力也同步增大，凳子也就被拉过来了.
(四)力的合成
对一个队来讲，绳子两侧的运动员要分配均匀，否则会出现摆尾，即左右蛇形摆动.一旦出现这种情况会使运动员站立不稳，同时合力减小，即绳上的总拉力减小.更重要的是每个队员的拉力都要沿着绳子的方向，因为各分力方向相同时，合力最大.
(五)杠杆原理
拔河时队员的站立姿势也同样重要.拔河时每一位运动员都不能看做质点.当脚与地面不滑动时，在分析人的平衡时可把脚看成转轴(或支点).此时，绳子对队员拉力产生的转动效果与人重力产生的转动效果应相等，即F拉×L拉＝Ｇ×LＧ，如图2所示，人的身体如能向后倾斜一点，即LＧ会变大，L拉会变小，所能产生的拉力也就越大.因此在拔河时人的姿势应为腿往前伸，重心向后，使绳子尽可能的低，这样在脚与地面的摩擦因数足够(脚不滑动)时，尽可能的增大绳子上的拉力.当然重心也不能过低，因为重心低，人家对你的拉力是斜向上的，一会减小你对地面的压力，也就减小了你与地面间的最大静摩擦力，另一方面又增大对方对地面的压力，也就增大了对方与地面间的最大静摩擦力，总之，降低重心也要适度.
总之，拔河比赛的胜负与众多因素都有关系，用到了很多力学方面的知识.现在我们再来看“拔河比赛”，它可是有着丰富的力学内涵喽.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文