1、剖析拔河比賽 拔河比賽除參加比賽的運動員多以外，還有更多的啦啦 隊員積極參與，所以，拔河比賽是常見的群眾性體育比賽之 一。比賽時，最終獲勝的原因是什么呢?當然是關注拔河比賽中兩隊運動員的拉力大小。多數人認為：最終獲勝的隊拉力比較大。 學習物理過程中常說： 不論哪一隊贏， 兩隊運動員的拉力 是相等的。物理學中能聽到這樣的理論分析： 因為這兩個力是相互作 用力，所以，拉力大小總是相等的。物理學中會看到這樣的實驗檢驗 (1) ：在繩子中間接入彈 簧測力計甲、乙，模擬甲、乙兩隊運動員進行拔河比賽時， 甲、乙彈簧測力計示數相等，所以， 兩隊運動員的拉力是 相等的。正確的答案是？下面，對拔河比賽作一剖析，

2、希望得到同行們指教。1. 受力分析對拔河比賽中兩隊運動員和繩子進行受力分析。1.1 建立理想模型 把拔河比賽中兩隊運動員和繩子看成理想的模型， 在水平 方向上受到的力如圖 1 所示，甲隊運動員受到二個力 f 甲、 F甲’，繩子受到二個力 F甲、F乙，乙隊運動員受到二個力 F 乙 ’ 、 f 乙。1.2 判定相互作用力F甲’與F甲是相互作用力，F乙’與F乙是 相互作用力，根據牛頓第三運動定律可知，相互作用力的大 小相等，即： F 甲 ’=F 甲、 F 乙 ’=F 乙。但是， 繩

3、子所受到的二個力 F甲、F乙并不是相互作用力，所以， 說“這兩個力是相互作用力”是錯誤的。1.3 F 甲、 F 乙的性質甲、乙兩隊運動員進行拔河比賽時， 甲隊運動員拉力 F 甲 施力物體是甲隊運動員， 受力物體是繩子 ; 乙隊運動員拉力 F 乙施力物體是乙隊運動員，受力的物體是繩子。從施力物體 與受力物體可以看出 F 甲、 F 乙是可以不依賴于對方而獨立 存在，且 F 甲與 F 乙受力物體都是繩子，所以， F 甲與 F 乙 并不是相互作用力。因此，力F甲與F乙的大小不一定相等。 ( 有關人員意識到 F 甲、 F 乙不是相互作用力時， 就用附加“繩 子質量不計”這樣條件，是有違物理思維的。 )2

4、. 分析拉力大小繩子受到二個力F甲、F乙的大小決定著繩子的運動狀態。2.1 F 甲 =F 乙當 F 甲 =F 乙時，繩子受到的力是平衡力，可以用牛頓第 一運動定律解釋。(1) 如果繩子原來是靜止的，繩子將保持靜止狀態。(2) 如果繩子原來是運動的，繩子將保持原來運動狀態， 繼續沿原先方向運動?？梢?，拔河比賽過程讓繩子向運動員 自己一方運動是非常重要的，一當繩子向運動員自己這個方 向運動了，這時即使拉力與對方拉力相等，也是贏。2.2 F 甲 >F 乙當 F 甲 >F 乙時，繩子受到的力不是平衡力，要用牛頓 第二運動定律解釋。(1) 如果繩子原來是靜止的，繩子將開始向甲

5、隊運動員方 向做加速運動，若能持續一段時間，甲隊運動員就會取得勝 利。( 剛開始繩子是處于靜止狀態的， 繩子會向哪一方運動， 一定是該方運動員對繩子的拉力大于另一方運動員對繩子 的拉力 )(2) 如果繩子原來是向甲隊方向運動的，繩子將向甲隊運 動員方向做加速運動，繼續向甲隊運動員方向運動，甲隊運 動員取勝就近在眼前了。(3) 如果繩子原來是向乙隊方向運動的 ( 之前乙隊運動員 對繩子的拉力一定大于甲隊運動員對繩子的拉力 ) ，繩子將 開始做減速運動，直至速度為零，若乙隊還未贏，繩子就開 始向甲隊運動員方向做加速運動，若能維持足夠長時間，甲 隊運動員就會取得勝利。2.3 F 甲當F甲3. 幾點說

6、明理論分析、 實驗探究、 假設條件等等存在哪些問題 ? 拔河 比賽需要注意哪些事項 ?3.1 相互作用力大小為何不相等“二個力是相互作用力，它們的大小一定相等”沒有錯。但是，拔河比賽過程，繩子所受到的二個力F甲、F乙并不是相互作用力，所以，說“這兩個力是相互作用力”是錯誤 的，前提已經錯了，再說“這兩個力是相互作用力，大小一 定相等” 當然也是錯誤的。若繩子所受到的二個力 F 甲、 F 乙相等的話，也只能說因為這二個力是平衡力，所以大小相 等，絕對不會因為繩子質量不考慮時，F甲、F乙變成了相互作用力。3.2 彈簧測力計的示數為何相等 在繩子中間接入彈簧測力計模擬甲、 乙兩隊運動員進行作拔河比賽

7、，如圖 2 所示，會觀察到不論哪一隊贏，彈簧測力 計的示數都相等，彈簧測力計的示數為何都相等呢?因為，此時甲、乙彈簧測力計測到的力是一對相互作用力，并不是 甲、乙兩隊運動員對繩子的拉力 F 甲、 F 乙，所以，會觀察 到不論哪一隊贏，彈簧測力計的示數都相等（這樣分析只適用于靜止情況 ） 。3.3 繩子質量為何不能忽略不計若繩子的質量忽略不計，即質量為零，當F甲大于F乙時， 根據牛頓第二運動定律得出，繩子的加速度無窮大，這是不 可能的。那么，可否由這個“不可能”得出“拉力大小不可 能不相等，也就是拉力大小總是相等”，答案是否定的，正 確的結論應該是這種情況繩子的質量再小也不能不計，有的 題目附加說明不考慮繩子質量的假設是不成立的，所以，物 理學建立模型時要考慮建立符合實際的理想模型。3.4 拔河比賽需要注意哪些事項拔河比賽時， 可以選體重大的運動員， 靠增大對地面的壓 力而增大摩擦、運動員要穿和地面之間摩擦較大的鞋，靠改 變接觸面來增大摩擦，防止對方把人直接拉過去 ; 運動員身 體要適當后傾、兩腿彎曲，防止人被對方拉倒 ; 利用啦啦隊 保證運動員瞬間產生最大的拉力，爭取讓繩子向自