剖析拔河比赛

1 2 下一页 拔河比赛除参加比赛的运动员多以外，还有更多的啦啦队员积极参与，所以，拔河比赛是常见的群众性体育比赛之一。比赛时，最终获胜的原因是什么呢？当然是关注拔河比赛中两队运动员的拉力大小。
　　
　　多数人认为：最终获胜的队拉力比较大。
　　
　　学习物理过程中常说：不论哪一队赢，两队运动员的拉力是相等的。
　　
　　物理学中能听到这样的理论分析：因为这两个力是相互作用力，所以，拉力大小总是相等的。
　　
　　物理学中会看到这样的实验检验（1）：在绳子中间接入弹簧测力计甲、乙，模拟甲、乙两队运动员进行拔河比赛时，甲、乙弹簧测力计示数相等，所以，两队运动员的拉力是相等的。
　　
　　正确的答案是……？
　　
　　下面，对拔河比赛作一剖析，希望得到同行们指教。
　　
　　1．受力分析
　　
　　对拔河比赛中两队运动员和绳子进行受力分析。
　　
　　1．1建立理想模型
　　
　　把拔河比赛中两队运动员和绳子看成理想的模型，在水平方向上受到的力如图1所示，甲队运动员受到二个力f甲、F甲’，绳子受到二个力F甲、F乙，乙队运动员受到二个力F乙’、f乙。
　　

　　1．2判定相互作用力
　　
　　F甲’与F甲是相互作用力，F乙’与F乙是相互作用力，根据牛顿第三运动定律可知，相互作用力的大小相等，即：F甲’=F甲、F乙’=F乙。但是，绳子所受到的二个力F甲、F乙并不是相互作用力，所以，说“这两个力是相互作用力”是错误的。
　　
　　1．3F甲、F乙的性质
　　
　　甲、乙两队运动员进行拔河比赛时，甲队运动员拉力F甲施力物体是甲队运动员，受力物体是绳子；乙队运动员拉力F乙施力物体是乙队运动员，受力的物体是绳子。从施力物体与受力物体可以看出F甲、F乙是可以不依赖于对方而独立存在，且F甲与F乙受力物体都是绳子，所以，F甲与F乙并不是相互作用力。因此，力F甲与F乙的大小不一定相等。（有关人员意识到F甲、F乙不是相互作用力时，就用附加“绳子质量不计”这样条件，是有违物理思维的。）
　　
　　2．分析拉力大小
　　
　　绳子受到二个力F甲、F乙的大小决定着绳子的运动状态。
　　
　　2．1F甲=F乙
　　
　　当F甲=F乙时，绳子受到的力是平衡力，可以用牛顿第一运动定律解释。
　　
　　（1）如果绳子原来是静止的，绳子将保持静止状态。
　　
　　（2）如果绳子原来是运动的，绳子将保持原来运动状态，继续沿原先方向运动。可见，拔河比赛过程让绳子向运动员自己一方运动是非常重要的，一当绳子向运动员自己这个方向运动了，这时即使拉力与对方拉力相等，也是赢。
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