杜茂林 陈 平 王德荣

(解放军理工大学国防工程学院，南京210007)

太空拔河胜负再分析1)

杜茂林2)陈 平 王德荣

(解放军理工大学国防工程学院，南京210007)

太空拔河宇航员的力气定义为其对绳子的拉力.如果不计绳子质量，力气小者实际不能产生相对于绳子的前进加速度.在此基础上，应用宇航员和绳子的动力学方程，对考虑和不考虑绳子质量两种情况进行分析，得出力气大者胜的结论.

太空拔河,质心,力气

在1982年出版的经典教材《理论力学》[1]中，有一个有趣的动力学例子 — 太空拔河.问题为：两宇航员在太空中拔河，他们的质量和力气不同，则胜负如何？两宇航员和绳子组成的质点系不受外力，是说明系统动量守恒的一个很好的例子.该例为一些常用著名教材[23]所采用.因初始时刻系统静止，质心保持不动，两拔河者同时到达质心处[3].这些教材中关于动量守恒和质心不动的论述，无疑是正确的.然而，在课堂上学生们常常会对胜负问题产生辩论.其关键是绳子的运动.通过观察绳子上的标志点相对于太空中的固定点的位置变化，来得出胜负.一种观点为不分胜负，理由是质点系质心是不动的，所以不分胜负.但质心不是绳子上的某个特定点，绳子是运动的.文献[4]认为质量和力气都是取胜的因素，通过动力学和运动学分析，给出了绳子的加速度公式.在该公式中，认为力气与拔河者相对于绳子的相对加速度有关，但没有分析相对加速度产生……