拔河问题中的摩擦力分析和研究

拔河的力学分析与技巧精仪系机械06 郭瑶瑶 000608 摘要：本文简述了拔河中的力学特点，对拔河的方式、技巧、进行了深入的探讨与分析。

主要从摩擦力和重力矩两方面进行论述。

谈起拔河，可以算是我国一项古老的体育活动了。

比起别的体育活动，拔河可以说是运动场面最热烈的一个了。

而且它能体现出团队精神和力量，开展也很容易。

每年我校大一新生们都会举办一次拔河比赛，那场面的热烈，真可以说是喧呼动地，振惊远近了。

拔河的比赛规则很简单，就是两对人谁能把对方拉过边界，谁就能获胜。

中途不能摔倒。

如图（一）图（一）那么拔河比的是什么呢？是比臂力吗？是体重么？让我们分析一下拔河时的力与力矩。

通过图（一）可知，拔河中队员身体的运动可分为身体重心的平动和绕以其脚为支点的转动。

现在我们对其中一方的一名队员进行分析。

我们先分析平动。

A、B各代表一名队员，共受4个力的作用：重力G，支持力N，摩擦力f，以及绳的拉力T。

由于平动时G = N ,所以，平动是主要是拉力与摩擦力之间的比较。

因为是平动，所以可以把A、B看成质点A、B, 受力分析如图（二），图（二）对绳子中点O来说，将取决于双方拉力T与摩擦力f的差F的大小。

其中，Fa = Ta – f a ; Fb = Tb – f b拉力是通过肌肉收缩而产生的力量，它与队员的身体素质有关，时拔河中起决定性作用的力学因素。

在双方拉力非常悬殊的情况下，肯定是拉力大的一方获胜。

可如果在拉力相当的情况下，若能增大摩擦力，就能削弱对方的拉力，一次来取得胜利。

而增大摩擦力，主要有两个因素，即由f = u N 可知，可以增加摩擦系数u ，即让队员穿上摩擦系数较大的鞋子。

还可以增大N，即让体重大的队员参加。

但摩擦力只是取胜的重要因素，若两方拉力悬殊太大，光靠增大摩擦力还是无法取胜。

此外，还要考虑拉力矩与重力矩的作用。

把拔河的人作为刚体来看，拔河的队员除了身体的平动以外，还存在以脚为支点的转动。

让我们以其中一名队员为例来分析。

拔河比赛受力分析对拔河比赛的绳子的重力相对于拉力的大小来说实在可以忽略。

首先明确一点很重要——甲和乙之间没有直接的相互作用力。

然后我们来分状态分析：僵持阶段，此时甲和乙，以及绳子都静止。

所以每一个都处于受力平衡状态，分对象分析：对甲受力分析：此时甲受绳子给甲的力（因为甲拉绳子，此时甲跟绳子之间的摩擦力才是相互作用力）和地面给甲的摩擦力。

此两力是二力平衡关系，所以相等。

同理对乙受力分析：此时乙所受的绳子给乙的力（因为乙拉绳子，此时乙跟绳子之间的摩擦力也是相互作用力）和地面给乙的摩擦力。

此两力是二力平衡关系，所以相等。

对绳子，受甲和乙给绳子的摩擦力，此二力也是二力平衡关系，所以相等。

综上：当甲乙双方增大拉力时，只要处于相持阶段，他们的对绳子的拉力相等，他们所受的地面摩擦力也相等。

同理当匀速直线运动时，物体也处于平衡态，受力仍满足以上关系，可能要问了，既然拉力相等，摩擦力相等，为什么会匀速运动呢，岂不是破坏了原来的静止状态？如果存在匀速阶段，经验告诉我们当然是很可能存在的。

两点：（以乙输掉比赛为例。

）匀速前还应该有一个过程吧？当然，乙向甲的方向加速过程。

僵持时拉力和摩擦力不都相等吗？为什么会加速呢？根据牛顿第一定律，一定是乙的受力不是平衡力了。

双方在拔河时，为了赢得比赛，都会使劲的拉绳子，增大绳子所受到的拉力（所以，当绳子质量不够好时，我们还会见到拉断绳子的情景）。

但是人与地面间的静摩擦力就不能一直增大了，当到一定程度，绳子给人的力大于人所受到的最大静摩擦力时，比如此时的乙，那么乙所受的合力就不为零了，就是向甲的方向做加速运动，如果乙不能改变这种情形的话，一直向甲加速的话，无疑会输掉比赛。

怎么改变？调整姿态以增大与地面间的摩擦力是关键。

使加速变为减速，在输之前停住。

否则输掉比赛（还想有点罗嗦了，哈哈）。

比赛中的经验是一旦把对方拉动了一定要一鼓作气拿下比赛，不要给调整的机会。

如果不幸的是你被拉动时，一定要想怎么增大摩擦力，而不是只想怎么握紧绳子。

巧用“拔河模型”解决一类连接体摩擦力问题摘要：利用拔河模型的分析方法，解决跨过定滑轮的轻绳上，穿过细绳的两物体通过与轻绳间的摩擦相互作用的一类连接体题的运动和力的分析问题，并总结相应的规律。

关键词：拔河模型摩擦力摩擦力是高中物理学习中一个重点和难点，摩擦力种类的判断，方向的判断，及临界问题的分析，都是高中物理学习中的难点。

在高考复习中常常利用典型的斜面模型、滑板滑块模型、传送带模型等来帮助学生学会摩擦力问题的基本分析方法和技巧。

但是层出不穷的新模型还是常常令学生对摩擦力问题不知所措。

高考模考题中有一种跨过定滑轮的细绳上两物体通过与绳的摩擦力相互联系的模型，学生考试中的错误率很高，老师们在讲评试卷时也常感觉不好讲，常常学生听完还是一头雾水，怎样把这个问题讲的通俗易懂，化难为简？笔者尝试了用“拔河比赛”中分析力和运动的方法，收到了比较好的效果，本文就通过一个例题分享自己的在讲评这类模型的是用到的方法，与同行商榷。

例题：如图所示，质量分别为mA =1Kg，mB=3Kg的小球A、B由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧，小球A、B距地面的高度均为6m，两侧轻绳下端恰好触地，A球与轻绳间的最大静摩擦力等于其重力的0.8倍，B球与绳间的最大静摩擦力等于其重力的0.2倍，且两球的最大静摩擦力均等于其滑动摩擦力。

现将两球同时由静止释放，不计细绳与滑轮间的摩擦，重力加速度g取10m/s2两球释放后A．A球与细绳间为静摩擦力 B．B球与细绳间为静摩擦力C．A球落地时的动能为48J D．B球落地时的动能为156J本题要解决两个难点问题：1.怎样判断两个物体与轻绳之间到底是静摩擦还是滑动摩擦？2.两个物体到底怎么运动？是上升还是下落？运动是否分阶段？我们先来看看拔河比赛：比赛双方都用力拉绳子，僵持时（静止），每一方对绳的静摩擦力在增大，每一方手与绳之间的静摩擦力与脚与地面的摩擦力保持平衡，当某一方绳与手的摩擦力大于脚下地对人的静摩擦力时，被绳子拉着向前移动，就输了比赛。

拔河技巧物理拔河是一项古老而受欢迎的团队运动，需要团队成员合作、发力和技巧。

在拔河比赛中，物理学原理的应用对于获胜至关重要。

本文将介绍拔河比赛中的物理技巧，包括重心调整、摩擦力的利用和力的合成。

拔河比赛中的重心调整是非常重要的。

拔河队伍需要将重心尽可能地向后倾斜，以增加抓地力并防止被对方队伍拉倒。

这一原理可以通过让队员们屈膝、保持低姿态来实现。

当队员们重心低时，他们的身体质量分布更加稳定，可以更好地抵抗对方队伍的拉力。

摩擦力的利用也是拔河比赛中的关键。

摩擦力是两个物体接触时产生的一种阻力，可以防止物体相对滑动。

在拔河比赛中，队员们可以通过选择合适的鞋子和站在合适的位置来增加摩擦力。

例如，选择有良好防滑性能的鞋子可以增加队员们与地面的摩擦力，从而更好地抵抗对方队伍的拉力。

力的合成是拔河比赛中必不可少的物理原理。

力的合成是指多个力作用在同一物体上时，这些力的效果可以相互叠加。

在拔河比赛中，队员们需要通过合理地分配力的方向和大小来增加整个团队的合力。

例如，队员们可以通过拉绳的角度和力的大小来调整整个队伍的平衡，使力的合成最大化。

除了上述的物理技巧，拔河比赛中还需要注意一些其他因素。

首先，队员们需要保持良好的体力和耐力，因为拔河比赛是一项非常耗费体力的运动。

其次，团队之间的协作和默契也是非常重要的，队员们需要相互配合、统一行动，才能取得胜利。

拔河比赛中的物理技巧对于团队的胜利至关重要。

通过调整重心、利用摩擦力和合理运用力的合成，队伍可以增加抗拉能力，提高胜利的机会。

此外，良好的体力和团队协作也是取得成功的关键。

希望通过本文的介绍，读者们能够更好地理解拔河比赛中的物理原理，并能在实践中运用这些技巧取得好成绩。

拔河问题中的摩擦力分析和研究拔河比赛是大家比较喜爱的一项体育运动，许多人认为：在拔河比赛中，力气大的一方一定能获胜。

这种想法是否正确呢？通常情况下是这样分析的：首先，对参加拔河的甲、乙双方进行一下受力分析。

如图：在水平方向上，甲方受绳子的拉力和地面的静摩擦力，乙方同时也受绳子的拉力和地面的静摩擦力。

在拔河过程中，甲方拉乙方的力和乙方拉甲方的力是作用力和反作用力，不论双方谁的力气大，只要绳子拉紧，两个力就一定大小相等，方向相反。

因此，甲乙双方的力气大小不是决定胜负的因素。

下面，单独分析甲方的受力情况。

甲方在竖直方向上受重力和地面的支持力，这是一对平衡力；在水平方向上受绳子的拉力F和地面的静摩擦力f，这两个力不一定能保持平衡。

如果甲方正处于静止状态，当f > F时，甲方向f方向移动，拔河胜利；若当f < F时，甲方向F方向移动，拔河失败。

乙方的受力情况分析同甲。

因人所受地面的最大静摩擦力与正压力成正比，即：f = μN，而正压力与人的体重相等。

由此可见，拔河的输赢不取决于某方力气的大小，而取决于某方的体重以及某方脚与地面的摩擦情况。

体重大，摩擦因数大，这一方就能获胜。

但是，以上的分析过程是片面的！其片面的根源是：它认为甲方拉乙方的力和乙方拉甲方的力是作用力和反作用力。

因为在拔河过程中，甲方与乙方都没有直接相接触，他们是通过绳子来互相用力的。

因此，甲方拉绳子的力与绳子拉甲方的力才是作用力和反作用力；同理，乙方拉绳子的力与绳子拉乙方的力才是作用力和反作用力。

而甲方拉绳子的力与乙方拉绳子的力都作用在绳子上，它们不是相互作用的力，这两个力的大小决定了绳子的移动方向。

如图，以绳子为研究对来进行受力分析：静止的绳子受甲、乙双方的拉力F甲、F乙，当F甲> F乙时，绳子向甲方移动，甲方胜；当F 甲< F乙时，绳子向乙方移动，乙方胜，当F甲= F乙时，绳子保持静止。

所以，甲方拉绳子的力与乙方拉绳子的力不一定相等。

试论拔河比赛中的力学原理拔河比赛是一种体育运动，也是一种常见的物理现象，但它的原理却并不那么简单，其中许多问题概念性很强，必须注意分析。

现就拔河的力学原理讨论于下。

一、绳的力学质量为m的一根绳，它的两端分别受到沿绳向外的拉力f1和f2，设f1＞f2，则绳上各处的张力如何？为简化问题便于研究起见，可将绳均匀地分成质量相等的n段，且质量集中于各段的一点，如图1所示。

用整体法建立动力学方程与第2段，第2与第3段，…直至第（n-1）与第n段之间的张分别是：直至上述结果表明，n为正整数，t1＞t2＞……＞tn-1，当绳向f1方向作加速运动时，绳上各处的张力不等，前端的张力大，愈往后绳上张力愈小。

且绳的质量愈大、加速度愈大这个差别就愈明显。

当绳处于静止或匀速运动时，加速度a=0，则绳上各点的张力均相等。

当a≠0，而绳的质量在运动物的整体中可略去不计时，m≈0，f1-f2=ma≈0。

则亦有f1=t1=……=tn-1=f2，此时绳上各点的张力亦相等。

故当加速度a很小、绳的质量亦很小时，绳上各点的张力均相等，即f1=t1=……=tn-1=f2。

二、拔河比赛是连结体的力学拔河比赛的两队人和一根绳可看作是三个物体组成的连结体。

为便于研究，按通常情况设甲乙两队均由10人组成，总质量相等，m1=m2=m=700千克，绳的质量m=7千克（实际上中间那段质量还要小些）。

拔河比赛总是从静止开始的，故这个连结体不论向任何方向发生运动，总得在所受外力的合力不为零时才能发生。

设m1受外力f1，m2受外力f2，且f1＞f2，连结体就具有向左的加速度a（如图2所示）。

用隔离法建立它们的动力学方程：甲队： f1-t1=m1a ①绳：t1-t2=ma ②乙队： t2-f2=m2a ③用整体法建立的动力学方程f1-f2=（m1＋m2＋m）a ④联立①②③④式解得故t1-t2≈0。

当然，直接从②式的m<<m和a≈0，同样可得到t1≈t2的结果。

论拔河运动的摩擦力作者：李名武来源：《科学导报·学术》2018年第06期摘要：：拔河比赛的输赢由很多因素决定：地面与脚底间的最大静摩擦力，手与绳子之间的最大静摩擦力，是否被对方拉倒的力矩大小等。

本文利用牛顿第二定律、牛顿第三定律、平衡力、摩擦力和杠杆等物理知识，从科学的角度分析清楚决定拔河运动胜负的几个因素。

关键词：拔河，摩擦力，受力分析【中图分类号】 G807 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）06-0040-02一、地面和脚底之间的最大静摩擦力许多人认为：两队的拔河比赛，力气大的一方就一定能获胜。

这种想法是否正确呢？我们来分析下：1、首先，对绳子受力分析。

如图1，F甲对绳是甲对绳子施的力，F乙对绳是乙对绳子施的力，若双方处于僵持状态，把绳子看做研究对象，绳子是静止的，处于平衡状态，则F甲对绳和F乙对绳是一对平衡力，大小是相等的，即F甲对绳=F乙对绳。

若绳子不是静止状态，假设乙方胜利，绳子向右加速运动，此时绳子必然不是平衡状态，根据牛顿第二定律，F合力=F乙对绳-F甲对绳=m绳a，由于绳子的质量很小，我们可以近似的认为m绳≈0，则F乙对绳-F甲对绳≈0，也就是F乙对绳≈F甲对绳由此可以看出，无论绳子是不是平衡状态，由于其质量太小可以忽略不计，始终可以认为F乙对绳和甲对绳几乎是相等的。

2、找出相互作用力。

如图2，又由于F甲对绳和F绳对甲是一对相互作用力，F乙对绳和F绳对乙也是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，作用力与反作用力相等，得F甲对绳=F绳对甲，F乙对绳=F 绳对乙。

所以可以得出在忽略绳子质量的前提下，F甲对绳、F绳对甲、F乙对绳、F绳对乙这四个力任何时候都是相等的，无论双方谁的力气大，谁的力气小，双方相互的受力和施力仍然是相等的，从这个角度看，甲乙的胜负并不是由哪一方的力气大决定的。

那么拔河运动的胜负到底由什么决定呢？继续对甲、乙队员受力分析：3、对甲乙队员受力分析。

拔河比赛中的物理知识拔河比赛中的物理知识内容提要：本文主要探讨决定拔河比赛胜负的主要因素。

应用物理中的力学知识进行分析、研究并得出结论，拿出取胜的措施和对策。

关键词：研究胜负因素摩擦力牛顿运动定律一、课题背景本学期我校举行了全校性的拔河比赛，各班都希望在比赛中拿冠军。

那么如何取得冠军呢？决定拔河比赛胜负的决定因素是什么？带着这样的问题，我决定在高一年级各班开展研究性学习，成立研究性学习小组，指导老师由体育老师和物理老师来担任，我们研究的课题就是“拔河比赛中的力学知识”。

二、研究过程我们知道，决定拔河比赛胜负的因素很多。

根据牛顿第三定律，双方分别受到对方的拉力，大小相等，方向相反，那么，为什么还会有胜负之分呢？对于这些问题，我们写出了开题报告。

在开题报告中，我将课题研究的目的、实施计划、步骤等进行了详细的叙述。

我将研究过程分为四个阶段进行。

1、收集资料通过上学校图书室查阅资料以及上网收集资料，我们初步了解了与拔河比赛有关的知识。

2、理论研究3、我们运用牛顿运动定律、摩擦力、力矩平衡条件等知识，从平动、转动的角度对拔河比赛胜负的因素进行了较为详细的研究。

在老师的指导下，通过班上同学的配合，对研究分析得出的结论进行了验证.从而对拔河比赛中的力学知识有了一定的了解，并对如何在拔河中取得胜利有了较为深刻的认识。

4、写出结题报告在上述工作完成之后，我们将研究过程及结果进行了总结，并写出了课题结题报告。

三、研究结论为了便于分析，假设甲乙双方均只有一人参加，分别对甲、乙双方进行受力分析，如图所示。

图中设甲、乙二人的重力作用线到立足点的距离分别为a和b,绳高为h，其他各力如图所示。

1、转动分析2、在甲乙双方拉紧绳子，做好拔河比赛的准备，但开始比赛的号令尚未下达之前，每一方都已处于力矩平衡状态。

对甲：M1= -F21h, M2=m1ga,且M1+M2=0对乙：M3=F12h,M4= -m1gb,且M3+M4=0.因为：︴M1|=︴M2︱, ︳M3︳=|M4|,且|M1|= |M3|, 所以 |Ｍ2|= |Ｍ4|. 拔河比赛开始后，若甲的身体又向后倾斜一些，其重力力臂a加大，重力矩M2增大。

论拔河运动的摩擦力:拔河比赛的输赢山很多因素决定：地面与脚底间的最大静摩擦力，手与绳子之间的最大静摩擦力，是否被对方拉倒的力矩大小等。

本文利用牛顿第二定律、牛顿第三定律、平衡力、摩擦力和杠杆等物理知识，从科学的角度分析清楚决定拔河运动胜负的儿个因素。

标签：拔河，摩擦力，受力分析一、地面和脚底之间的最大静摩擦力许多人认为：两队的拔河比赛，力气大的一方就一定能获胜。

这种想法是否正确呢？我们来分析下：1、首先，对绳子受力分析。

如图1, F甲对绳是甲对绳子施的力，F乙对绳是乙对绳子施的力，若双方处于僵持状态，把绳子看做研究对象，绳子是静止的，处于平衡状态，则F屮对绳和F乙对绳是一对平衡力，大小是相等的，即F甲对绳二F乙对绳。

若绳子不是静止状态，假设乙方胜利，绳子向右加速运动，此时绳子必然不是平衡状态，根据牛顿第二定律，F合力二F乙对绳-F甲对绳二m绳a,由于绳子的质量很小，我们可以近似的认为m绳=0,则F乙对绳-F甲对绳=0,也就是F 乙对绳GF甲对绳山此可以看出，无论绳子是不是平衡状态，由于其质量太小可以忽略不计，始终可以认为F乙对绳和甲对绳儿乎是相等的。

2、找出相互作用力。

如图2, 乂由于F屮对绳和F绳对中是一对相互作用力，F乙对绳和F绳对乙也是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，作用力与反作用力相等，得F甲对绳二F绳对甲，F乙对绳二F绳对乙。

所以可以得出在忽略绳子质量的前提下，F甲对绳、F绳对甲、F乙对绳、F 绳对乙这四个力任何时候都是相等的，无论双方谁的力气大，谁的力气小，双方相互的受力和施力仍然是相等的，从这个角度看，屮乙的胜负并不是由哪一方的力气大决定的。

那么拔河运动的胜负到底山什么决定呢？继续对屮、乙队员受力分析：3、对甲乙队员受力分析。

摩擦力大小与拔河比赛5篇第一篇：摩擦力大小与拔河比赛摩擦力大小与拔河比赛拔河比赛比的是什么？很多人会说：当然是比哪一队的力气大喽！实际并不那么简单1.摩擦力的大小与接触面间的压力大小有关，接触面粗糙程度一定时，压力越大摩擦力越大。

生活中我们有这样的常识，当自行车车胎气不足的时候，骑起来更费力一些。

2.摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大。

对拔河的两队进行受力分析就可以知道，只要所受的拉力小于与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。

首先，穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子，能够增大摩擦系数，使摩擦力增大；还有就是队员的体重越重，对地面的压力越大，摩擦力也会增大。

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。

另外，在拔河比赛中，胜负在很大程度上还取决于人们的技巧。

比如，脚使劲蹬地，在短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力。

再如，人向后仰，借助对方的拉力来增大对地面的压力，等等。

其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力获取比赛的胜利。

第二篇：探究滑动摩擦力的大小教案[课题]8.3 探究滑动摩擦力的大小[教学目标与要求] 1．知识与技能①知道如何在实验探究中应用控制变量法；②知道滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度及相互间压力的大小有关。

2．过程与方法通过实验探究，使学生知道影响滑动摩擦力的因素（接触面的粗糙程度，接触面间的压力大小）［教学重、难点］ 1．教学重点①通过控制变量法对影响滑动摩擦力大小的因素进行探究；②通过实验探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度、接触面间的压力大小的关系； 2．教学难点①控制变量法的应用；②探究影响滑动摩擦力大小的因素；［教学准备］PPT课件、带钩的长方体木块、砝码、弹簧测力计、毛巾［教学过程］ 1．引入新课师：当我们挥动粉笔擦时，粉笔擦与黑板间产生了一个摩擦力，当我们用手推桌子时，桌子虽然没有移动，但桌子与地面也产生了一个摩擦力，那为什么粉笔擦移动了而桌子没有移动呢，这就不禁让我们对影响滑动摩擦力大小的因素产生的一些疑惑，那我想请问一些同学，你们猜测影响滑动摩擦力大小的因素有哪些呢？2.知识回顾：控制变量法：控制变量法便是每次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响3.实验探究：探究滑动摩擦力的大小的因素①提出问题师：滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关呢？请同学们猜一猜。

拔河的力学分析拔河是我国古代的民间体育活动,历史悠久,深受广大民众的喜爱.那么拔河比的到底是什么呢?是力臂还是力矩.本篇论文就试从力学角度进行分析和探讨.下面是双方队员拔河的情景.我们可以把拔河的力学分析分成两个部分,第一:绳子的受力分析;第二,队员的受力分析.分析可知,拔河的队员的运动可分为身体重心的平动和绕以脚为轴的定点转动.为了分析方便,我们把上图做一下简化.即把双方的人简化为简化为两个人,就是下图所示的情况来进行分析.一.平动实质绳子拉力和与地面摩擦力的比较上图的受力分析如下图所示以A为研究对象,A共受四个力的作用: 重力G A, 支持力N A, 绳子对A的拉力T BA,摩擦力f A.在竖直方向上, 重力G A和支持力N A平衡,即G A = N A,所以平动时取决定做用的是绳子对A的拉力T BA和摩擦力f A的合力.令F xA= T BA- f A.当T BA> f A.时, F xA>0,这时A就会受被拉动而产生水平的平动.当F xA<0,A就会拉动B平动.当然当F xA=0,此时由A和B组成的系统就处于一种平衡状态,A和B谁也不能拉动对方.所以可以说摩擦力是决定谁能取胜因素.摩擦力又是由谁决定的呢?由f =μN (1)和N=G (2),可得:f=μG=μmg所以真正得决定因素是人的质量,它决定了人所受的摩擦力的大小,所以一个大胖子和一个瘦瘦的小个子拔河,小个子是没有胜利的机会的.当然这里的模型忽略了人手的力量,如果大胖子的手上打滑,那他体重再大也没用.二.以脚为轴的定轴状动.拔河的人除了平动之外,还参与了一个以脚为轴的定轴转动.我们在看拔河比赛的时候都会看到拔河的人都在向后倾,如下图:这是因为人的重力和绳子的拉力对人的脚都产生了一个力矩,这里是力矩平衡的问题.即拉力矩M T与重力矩G T平衡问题.我们也可以像上次那样把问题简化一下,只研究一个人的受力情况.为了保持人的身体平衡,人与地面就必须有一定的倾斜角度,此时脚底可以看成是定点,摩擦力为无穷大,所以不必考虑摩擦力的影响.设人与地面间的夹角是θ,当θ≥90 °,即直立身体或身体向前倾的状态,此时重力矩不发挥作用或者起到相反的作用.这是人将进一步向前倾.因此拔河队员应采取后倾的姿势,即θ<90°的情况.下面对θ<90°的情况作进一步的分析:设人的身高为H,倾角为θ,TBA与GA的作用点分别再人的肩部和重心处,大约相当于身高的0.8和0.6倍.TBA与GA距离支点e的距离分别为h和l,当拉力矩与重力矩平衡时有:由图可知:h = 0.8 H sin θ , l = 0.6Hcos θ ,带入上式得:T BA 0.8 sin θ = G A 0.6cos θ由上式可知,当T BA 大小一定时,力矩的大小只与G A 和θ有关,所以下面将从这两个方面分别进行分析.(1) 重力矩和倾斜角θ的关系如左图正旋和余旋函数的变化规律,在0<θ<90°,sin θ为增函数,而cos θ为减函数.在θ<45°时,有sin θ>cos θ.所以在这个区间之内是有利于增大重力矩的.但是也并不是说θ越小越好,在人体全脚底接触地面接触地面时最有利于拔河,此时θ大约在30°左右.另外,也可以得出θ与摩擦系数μ的关系为:θ=arctan(k/μ)由此可知μ越大, θ将越小.即在摩擦系数较大的情况下, θ可更小一些:而在摩擦系数较小时, θ会更大一些.即在地面较光滑时人的身体应站得直一些,而磨擦系数较大时,人可以将身体倾斜得更厉害一些.(2) 重力矩与体重的关系在T AB 和θ一定时,使G A 增大,则重力矩也可以增大.由此可见体重不仅可以增大摩擦力,还可以增大重力矩的作用.由以上的分析可知,在拔河中,最主要的因素是体重G A 和人与地面的倾角θ.而G A 是取得胜利的很重要的决定性因素.同时要注意人的倾斜程度,并且倾斜程度应根据地面的摩擦系数μ决定.了解了以上的决定因素,相应的找合适的拔河队员,并注意适当的拔河方法,就会取得比赛的胜利.H。

拔河比赛的力学分析北京中关村中学高一年级：苏英摘要：拔河比赛的胜负与拉力牛顿第三定律有关的同时与摩擦力有很大的关系，也与增大摩擦因素、增大压力、提高重心时增大压力等力学原理有关，增大重力矩也有显著作用。

通过实验和科学分析系统的论述了力学知识与拔河运动的关系。

关键词：拔河；摩擦力；牛顿第三定律；力矩。

前言：操场上彩旗飞舞、人头攒动，呐喊声、助威声此起彼伏。

一场紧张激烈的拔河比赛正在进行中。

从双方队员的努力拼搏中我们得到了许多启示：这里蕴涵着丰富的物理力学知识。

我们用它来分析解释其中的原理。

一、实验目的1．掌握牛顿第三定律的实践方法，结合拔河运动明确阐述；2．掌握摩擦力变化量的原理，正确解释摩擦力在拔河运动中的应用；3．学会不同力矩变化时的不确定度估算方法，分析力矩在拔河运动中变化测量对实验结果影响4．通过力学原理解释拔河运动中胜负的影响因素。

二、实验原理根据牛顿第三定律，双方受到对方的拉力，其大小相等而方向相反，均等于绳的张力T，如图（a）所示。

拔河时，除了发生移动之外，还有可能被对方拉倒，产生转动。

由图（b）可知，当A刚被拉至转动时，他受到两个方向相反的力矩。

以前足踏地点O为支点计算：顺时针力矩＝T×h逆时针力矩＝W×l三、实验仪器设备用两个品牌相同、称重质量相等的弹簧秤。

两种细绳，一种横截面积为1cm2。

另一种为2.5cm2四、实验内容及原始数据证明决定拔河胜负的原因为静摩擦力，用弹簧测力计拉住细绳的两端，使细绳水平，左右移动，观察示数两边是否相等，是否等于绳子的张力，若相等则证明双方静摩擦力与拔河取胜有关，反之，则证明是双方拉力决定拔河比赛胜负（猜测：试验结果可能与绳子长度，绳子横截面积有关）用横截面积为1cm2的绳子做实验五、数据处理及结论经过试验，根据牛顿第三定律，作用力与反作用力，两边的示数应该相等，所以，数据的准确性很高，实验数据无误，数据正确。

六、结果的分析讨论通过实验证明，拔河比赛的胜负与拉力有关的同时与摩擦力有很大的关系，人的拉力是弹力，是人体肌肉收缩产生的力，它与队员的身体各方面的综合素质有关，是拔河比赛中起主要作用的力学因素。

对于这部分内容的学习，教师应当明确欧姆定律应用于某一电阻还是整个电路，教会学生根据现成的图形学会识图、绘图。

教师对于学生电路图的学习，一定要有耐心，毕竟学生开始接触电学，不可能一下就能掌握和识别电路图。

尤其是开始接触电路图，一定要每个图都帮助学生分析到位，这里宁可慢一点，也要为学生打下扎实的基础，有了识别电路图的本领，学习欧姆定律及计算，难度会相应减小许多。

四、引导学生做好实验实验教学，还应注意把所学的物理知识与日常生活、生产中的现象结合起来，其中也包含与物理实验现象的结合，因为大量的物理规律是在实验的基础上总结出来的。

在认真完成课内规定实验教学的基础上，还可以布置一些学生自己设计的实验。

例如，可以设计在缺少电流表或缺少电压表的条件下测量未知电阻的实验。

这些都需要同学们自己独立思考、探索，不断提高自己的观察、判断、发散思维等能力，使自己对物理知识的理解更深刻。

五、引导学生做好综合应用题电学知识头绪多，综合性强，做综合应用题时，学生往往感到无从下手，稍有疏忽就会造成错误。

在教学中，教师应在以下两个方面起引导作用。

第一方面，学生在解题过程中由于物理知识理解不透，常会出现生搬硬套的现象，这时，教师要找准症结给予指点。

例如，在学过“电功率知识”后，学生讨论“220V ，40W ”和“220V ，100W ”两盏灯串联在电路中，哪个更亮？大多数学生会认为：100W 的灯泡比40W 的灯泡更亮，这说明学生被灯泡的额定功率所迷惑，而忽视了灯泡的明暗程度与灯泡的实际功率有关。

找到症结后，教师让学生思考“220V ，40W ”和“220V ，100W ”的两个灯泡，哪个电阻大？将它们串联起来，通过它们的电流大小怎样最后引导学生利用公式“P=I 2R ”来判断哪个灯泡会更亮。

第二方面，对于难度较大的题目，教师应采用降低梯度，分设疑点的方法，将学生引向正确轨道。

例如，“电阻R1和R2串联接入电路后，两端所加电压为24V ，如果R1=80Ω，通过R1的电流为0.2A ，求电阻R2”。

拔河问题中的摩擦力分析和研究拔河比赛是大家比较喜爱的一项体育运动，许多人认为：在拔河比赛中，力气大的一方一定能获胜。

这种想法是否正确呢？通常情况下是这样分析的：首先，对参加拔河的甲、乙双方进行一下受力分析。

如图：在水平方向上，甲方受绳子的拉力和地面的静摩擦力，乙方同时也受绳子的拉力和地面的静摩擦力。

在拔河过程中，甲方拉乙方的力和乙方拉甲方的力是作用力和反作用力，不论双方谁的力气大，只要绳子拉紧，两个力就一定大小相等，方向相反。

因此，甲乙双方的力气大小不是决定胜负的因素。

下面，单独分析甲方的受力情况。

甲方在竖直方向上受重力和地面的支持力，这是一对平衡力；在水平方向上受绳子的拉力F和地面的静摩擦力f，这两个力不一定能保持平衡。

如果甲方正处于静止状态，当f > F时，甲方向f方向移动，拔河胜利；若当f < F时，甲方向F方向移动，拔河失败。

乙方的受力情况分析同甲。

因人所受地面的最大静摩擦力与正压力成正比，即：f = μN，而正压力与人的体重相等。

由此可见，拔河的输赢不取决于某方力气的大小，而取决于某方的体重以及某方脚与地面的摩擦情况。

体重大，摩擦因数大，这一方就能获胜。

但是，以上的分析过程是片面的！其片面的根源是：它认为甲方拉乙方的力和乙方拉甲方的力是作用力和反作用力。

因为在拔河过程中，甲方与乙方都没有直接相接触，他们是通过绳子来互相用力的。

因此，甲方拉绳子的力与绳子拉甲方的力才是作用力和反作用力；同理，乙方拉绳子的力与绳子拉乙方的力才是作用力和反作用力。

而甲方拉绳子的力与乙方拉绳子的力都作用在绳子上，它们不是相互作用的力，这两个力的大小决定了绳子的移动方向。

如图，以绳子为研究对来进行受力分析：静止的绳子受甲、乙双方的拉力F甲、F乙，当F甲> F乙时，绳子向甲方移动，甲方胜；当F 甲< F乙时，绳子向乙方移动，乙方胜，当F甲= F乙时，绳子保持静止。

所以，甲方拉绳子的力与乙方拉绳子的力不一定相等。

拔河取胜的物理原因拔河是一项简单而有趣的团队竞技活动，其背后蕴含着丰富的物理学原理。

在拔河比赛中，双方队员常常会为了胜负而拼尽全力。

那么，究竟是什么因素决定了拔河比赛的胜负呢？本文将从物理学的角度深入剖析拔河取胜的关键因素。

一、摩擦力摩擦力在拔河比赛中起到了至关重要的作用。

当队员们拉动绳子时，他们实际上是在与地面产生摩擦。

理论上，一个物体在地面上滑动时，其摩擦力的大小取决于两个因素：正压力和摩擦系数。

在拔河比赛中，队员们需要调整自己的姿势，使自己与地面的正压力最大化，同时尽量减少与地面的摩擦系数。

因此，选择合适的鞋子和地面条件对于取得胜利至关重要。

二、向心力在拔河比赛中，向心力也是一个不可忽视的因素。

当队员们围绕中心点旋转时，他们受到向心力的作用。

向心力的大小取决于旋转速度和质量的分布。

在拔河比赛中，如果队员们能够保持紧凑的队形并快速旋转，他们将能够更好地抵抗对手的拉力。

因此，合适的队形和节奏是取得胜利的关键。

三、力的传递在拔河比赛中，力的传递也是一个重要的因素。

队员们通过绳子将力量传递给队友，形成一个整体的力量系统。

在这个系统中，每个队员的力量都是不可或缺的。

只有当所有队员的力量都能够有效地传递给队友时，整个队伍才能发挥出最大的力量。

因此，队员之间的默契配合和协调性是取得胜利的重要保障。

综上所述，拔河取胜的物理原因主要包括摩擦力、向心力和力的传递。

在拔河比赛中，队员们需要充分利用这些因素来取得胜利。

同时，合理的战术安排和团队协作也是不可或缺的。

通过深入了解拔河比赛中的物理学原理，我们可以更好地掌握比赛技巧，提高比赛水平，为取得更好的成绩打下坚实的基础。

拔河比赛中的物理知识与技巧拔河比赛，运用了“正压力”、“摩擦力”和“力矩”这三个物理概念。

在拔河比赛中，我们先来分析决定胜负的几种情况：1，输的一队被拉得站了起来，然后向前扑倒；2，输的一队被“原封不动”地拉动了；3，以上两种情况的综合情况。

第一种情况：是因为：以脚为轴点的力矩小，在对方的拉力作用下，人被拉得“转”了起来，于是，脚就被迫地向前移动，最终输了比赛。

第二种情况：是因为：脚与地面的摩擦力不够大，导致被“原封不动”地——脚擦着地面——拉动了，最终输了比赛。

第三种情况：综合以上两种情况进行分析，不难得出结论。

在拔河比赛中，运动员总是保持斜靠后的姿势——把来自于地面的摩擦力最大限度地转化为对绳的拉力。

作为力的来源，毫无疑问是来自于运动员的体重，以及鞋底与地面的摩擦系数。

但这只是前提。

要把这种前提转化为对绳子的拉力，才能制胜。

而技巧就在于：如何使这种转化达到最大！为了不让对方运动员把自己拉“转”，自己必须有一个相反的力矩——保持斜靠后的姿势——增加被拉“转”的难度。

但是这样一来，体重对地面的正压力将减小，增加了被“原封不动”地拉动的可能性。

在势均力敌的情况下，调整姿势的原则如下：1，在地面摩擦力足够，但已察觉到有被拉“转”的可能时，可将绳子稍放长一点，或者脚步稍作前移，以使自身有更斜的斜度——增加力矩——达到对绳的作用力增加的目的。

2，当人没有被拉起，但脚步已有滑动的趋势时，可以收一点绳子——将斜度调小一点——增加体重对地面的正压力，从而增加摩擦力。

或者利用凹凸不平的地形，增加摩擦力。

3，当你确认自己队友的体重大于对方队员时，你还可以在领队的指挥下，一齐猛然用力——绳子张力等值地作用于两队运动员——对方运动员被拉“转”的可能性会增加，还可能使对方“阵脚大乱”。

总之，选体重大的运动员，选摩擦系数大的鞋子，在抓绳子的地方预先缠一些东西（或：打结）以防止手打滑，掌握以上的调整诀窍，齐心，就能够使你取胜的可能性达到最大。

关于拔河比赛的物理原理
拔河比赛是一种竞技运动，其中两个团队通过拉拽一根绳子的对抗来争夺优势。

其实拔河比赛涉及到一些基本的物理原理，包括以下几个方面：
1. 重力和摩擦力：参与者在拉拽绳子时需要克服绳子的重力和地面的摩擦力。

绳子的重量越大，越难以拉动，而地面的摩擦力越大，帮助参与者更好地保持脚步稳定。

2. 动力学：拔河比赛涉及到力的平衡和施加力的方向。

参与者必须以团队合作的方式施加向后的力，以抵消对方团队的拉力，并尽量将绳子拉向自己的一侧。

3. 引力和分配力：拔河比赛中的参与者通常分为前排和后排，前排承担着更大的拉力和引力，他们需要对绳子施加更大的力。

后排参与者主要起到平衡和稳定的作用，以确保整个团队的力量成分均匀分配，避免力的不平衡导致被对方团队拉倒。

4. 范围限制：拔河比赛通常会在一个给定的范围内进行，这意味着参与者必须在限定的空间内施加足够的力来推动对方团队。

这个范围限制了团队可以施加的最大力量。

总的来说，拔河比赛涉及到物体力学中的力、摩擦、重力等基本原理，要求参与者通过合作、力的平衡和正确的施力方向来取得优势。