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拔河比赛在校园里往往是各类课外活动的必备项目,人们习惯性地认为拔河比赛比的是哪方队员的力气更大。
以甲、乙两支队伍进行拔河比赛为例,若甲队把乙队拉过来就认为甲队力气比乙队大。但从力学角度分析,拔河比赛比的并不是谁的力气大,从某种意义上说是比哪个队队员的质量大。
这种论断乍一听似乎让人感觉不可思议,为此,不妨先来分析一下拔河过程中甲、乙双方(以双方各一人为例)的受力过程。
从下图中可以看出,甲、乙双方均受四个力的作用。甲受到的力包括重力P、地面的静摩擦力f、地面的弹力Q、乙对甲的拉力F。乙受到的力包括重力P’、地面的静摩擦力f’、地面的弹力Q’、甲对乙的拉力F’。
其中,F与F’是一對作用力与反作用力,不论双方是否在运动,只要绳子被拉紧,它们总是大小相等且方向相反。因此,甲、乙双方的拉力不是决定胜负的主要因素。
决定拔河比赛输赢的主要因素又是什么?
重力P、P’与弹力Q、Q’是垂直方向上的力,对水平方向的运动不产生影响。因此,能决定拔河比赛胜负的只有地面对甲、乙各方产生的静摩擦力。
假定甲、乙双方与地面间的静摩擦系数相同(即所站地面粗糙程度、所穿鞋子均相同),由于最大静摩擦力取决于甲、乙两方对地面的正压力,所以人的质量越大,地面给人的静摩擦力就越大,其获胜的可能性就越大。这也正是体重差异悬殊的大人与小孩拔河时,为何大人总能获胜的道理。
但拔河比赛的制胜因素不仅关乎力学问题,在很大程度上还取决于参赛队员的主观因素与个体差异,例如双足蹬地技巧、拉绳节奏、用劲的一致性、身体倾斜角度等等。
但从力学原理上讲,其目的都是积极地创造条件,尽量增大地面对自身的静摩擦力,从而帮助一方获得比赛的胜利。
以甲、乙两支队伍进行拔河比赛为例,若甲队把乙队拉过来就认为甲队力气比乙队大。但从力学角度分析,拔河比赛比的并不是谁的力气大,从某种意义上说是比哪个队队员的质量大。
这种论断乍一听似乎让人感觉不可思议,为此,不妨先来分析一下拔河过程中甲、乙双方(以双方各一人为例)的受力过程。
从下图中可以看出,甲、乙双方均受四个力的作用。甲受到的力包括重力P、地面的静摩擦力f、地面的弹力Q、乙对甲的拉力F。乙受到的力包括重力P’、地面的静摩擦力f’、地面的弹力Q’、甲对乙的拉力F’。
其中,F与F’是一對作用力与反作用力,不论双方是否在运动,只要绳子被拉紧,它们总是大小相等且方向相反。因此,甲、乙双方的拉力不是决定胜负的主要因素。
决定拔河比赛输赢的主要因素又是什么?
重力P、P’与弹力Q、Q’是垂直方向上的力,对水平方向的运动不产生影响。因此,能决定拔河比赛胜负的只有地面对甲、乙各方产生的静摩擦力。
假定甲、乙双方与地面间的静摩擦系数相同(即所站地面粗糙程度、所穿鞋子均相同),由于最大静摩擦力取决于甲、乙两方对地面的正压力,所以人的质量越大,地面给人的静摩擦力就越大,其获胜的可能性就越大。这也正是体重差异悬殊的大人与小孩拔河时,为何大人总能获胜的道理。
但拔河比赛的制胜因素不仅关乎力学问题,在很大程度上还取决于参赛队员的主观因素与个体差异,例如双足蹬地技巧、拉绳节奏、用劲的一致性、身体倾斜角度等等。
但从力学原理上讲,其目的都是积极地创造条件,尽量增大地面对自身的静摩擦力,从而帮助一方获得比赛的胜利。