拔河比賽中勝方對繩子的拉力大,還是敗方對繩子的拉力大?拔河比賽中的勝敗取決于哪些因素?有相當一部分同學對此不理解,教學過程中我利用相互作用力、平衡力原理,分別選取勝(甲)、敗(乙)兩方隊員及繩子為研究對象,通過分析不同物體受力,使學生對拔河比賽中的各個力的關系及如何取勝有所了解,下面做詳細探討。
首先選取繩子為研究對象,繩子受到甲、乙兩方隊員的拉力F1F2(繩子所受重力忽略不計),如圖所示。
若選甲方隊員為研究對象,隊員受重力G1,支持力N1,繩子拉力F3地面的摩擦力F4,如圖所示。
其中豎直方向上重力G1. 支持力N1為一對平衡力,水方向上,隊員受到拉力F4與繩子受到拉力F1為一對相互作用力,隊員受到繩子的拉力F4. 地面與隊員間的摩擦力F3為一對平衡力。
若選乙方隊員為研究對象,隊員受重力G2支持力N2繩子拉力F5地面間摩擦力F6。如圖。其中豎直方向上重力G2支持力N2為一對平衡力,水平方向上,隊員受到拉力F5與繩子受到拉力F2為一對相互作用力,隊員受到的拉力F5地面的摩擦力F6為一對平衡力。在這些力中,F1與F4、F2與F5分別由甲方隊員、乙方隊員與繩子的摩擦提供,F3、F6分別由甲方隊員、乙方隊員與地面間的摩擦提供..
接下來我們進行假設,當甲、乙雙方隊員可提供給繩子的摩擦力F1、F2相等時,繩子受平衡力作用,繩子靜止;根據(jù)相互作用力的關系,F1=F4,F2=F5,如果地面可提供給甲、乙雙方的摩擦力F3、F6相等時,甲、乙雙方隊員分別受平衡力作用,雙方隊員均靜止,比賽處于相持狀態(tài)。
假設,甲方隊員對繩子的拉力F1開始增大,如果乙方隊員提供給繩子的摩擦力F2不能再增大時,對繩子來說F1>F2,繩子將從乙方隊員手中滑走,甲方獲勝;如果乙方隊員提供給繩子的摩擦力F2可以增大,對繩子來說,F1=F2,繩子靜止,同時,如果地面提供給乙方隊員的摩擦力F6可以繼續(xù)增大時,對乙方隊員來說,F5、F6均增大,F5=F6,乙方隊員靜止,比賽仍出于相持;若地面提供給乙方隊員的摩擦力F6不能再增大時,對乙方隊員來說,F5>F6,乙方隊員所受合力不再為零,乙方隊員被甲方隊員拉動,甲方獲勝。
若假設乙方作用于繩子的拉力F2增大,采用上述分析方法也可分析出誰勝誰敗。
由此看來,拔河比賽中的勝敗除取決于雙方隊員拉力的大小等因素有關外,還與以下兩個方面有關:一方面是隊員可提供給繩子的摩擦力,另一方面是地面可提供給隊員的摩擦力。所以,拔河比賽中,在做賽前準備時,可通過戴手套等措施增大隊員可提供給繩子的摩擦力,通過穿足球鞋等措施增大地面可提供給隊員的摩擦力。
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