APP下载

“拔河比赛”典例解析

2013-05-28陈广宇

初中生世界·八年级物理版 2013年5期
关键词:反作用力人手拔河比赛

陈广宇

拔河比赛是一项能反映团队协作精神的体育活动.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?很多人会不假思索地说:“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”.

1.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,说明相互之间没有力的作用

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,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.

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.

3.摩擦力——存在于两个相对滑动或将要相对滑动的物体之间

(1)人与地面之间的摩擦力

看来,拔河比赛获胜的关键是甲、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.

(2)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,手将要向后移动,人的手与绳子之间就有相对滑动的趋势,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.

(3)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来增大地面对人的最大静摩擦力,从而取得胜利.

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.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,最大静摩擦力也同步增大,凳子也就被拉过来了.

4.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.

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.

猜你喜欢

反作用力人手拔河比赛
气球火箭
木兰从军
拔 河
忠实的柠檬
分析、概括法在牛顿第三定律中的应用
拔河比赛
人手不够 ——原载俄罗斯漫画网▲
如何在拔河比赛中获胜
柴达木人的自尊