拔河比赛的绳子受力分析

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拔河比赛的绳子受力分析

拔河比赛的绳子受力分析

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。

拔河比赛只是比力气吗?

拔河比赛只是比力气吗?

拔河比赛只是比力气吗?
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!实际上,这个问题并不那么简单.我们首先讨论绳子质量可以忽略的情况,根据作用力和反作用力的知识,对于拔河的两个队,甲对乙施加了多大拉力,乙对甲也同时产生一样大小的拉力,绳子所受的合力是零.(因为绳子的张力是一定的,因此对两对的反作用力是相等的)这种情况下,双方之间的拉力并不是决定胜负的因素.而应该对拔河的两队进行受力分析.对其中一队来说,只要所受的拉力不大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.
再讨论绳子质量不能忽略的情况(实际中拔河用的绳子质量很大,不应该被忽略),拔河开始时绳子是静止的,如果拔河的结果是甲胜而乙败,则绳子一定要从静止开始向甲方运动,则甲拉绳的力一定要大于乙拉绳的力.绳如果此后做匀速运动,则在匀速运动的过程中,甲拉绳的力与乙拉绳的力大小相等.但在拔河的的过程中,一定有一段时间甲拉绳的力要大于乙拉绳的力.
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.其中队员的齐心合力最为重要,大家在同一时间共同爆发用力,短时间内得到大的合力,可以使绳从静止变为向自己方向运动,以夺取比赛的胜利.。

对拔河比赛的力学分析

对拔河比赛的力学分析

龙源期刊网 对拔河比赛的力学分析作者:赵俊梅来源:《中学物理·初中》2012年第08期在拔河比赛中,假如甲队胜,甲队施的拉力一定比乙队的拉力大吗?答案是否定的.老师解释后学生往往还是似懂非懂.分析原因,是受力分析没掌握好,首先应选择研究对象,然后进行受力分析.1 以两个队伍为研究对象忽略绳子的质量,就好像两个人手拉手单人拔河一样,根据牛顿第三定律,作用力和反作用力大小相等,方向相反,无论哪一队胜,无论处在哪一阶段,甲队对乙队的拉力F2的大小始终等于乙队对甲队的拉力F1的大小.上面的解释学生能理解,但输赢的原因是什么呢?决定胜负的原因是各方与地面摩擦力的大小.这要以两队伍分别为研究对象,研究水平方向的受力情况,如图1所示.两队在比赛的相持阶段未分输赢时,双方可看作处于静止状态,都受平衡力,也就是甲方受到的地面给的静摩擦力F1等于F1,乙方受到的地面给的静摩擦力F2等于F2;因F1 与F2大小相等,这四个力大小都相等.在相持阶段随着拉力的增大,这四个力一起增大;当力达到并要超过乙方的最大静摩擦力,还没有达到甲方的最大静摩擦力时,乙方就开始滑动(因滑动摩擦力小于最大静摩擦力),此时这乙方的摩擦力F2小于F2了,乙方也就输了;(此时甲方受的摩擦力F1还等于此时的拉力F1.)可以说拔河比赛比的是本队与地面的最大静摩擦力的大小,哪一方与地面的最大静摩擦力小,哪一方输.2 以绳子为研究对象需考虑绳子的质量,绳子受重力.绳子静止时是相持阶段,绳子加速时决定胜负.绳子受重力和两方的拉力如图2所示.当绳子静止时,绳子受平衡力,只考虑水平方向,F1cosα=F2cosβ (α是F1与水平方向的夹角,β是F2与水平方向的夹角,此时F1与 F2不一定相等).当绳子由静止开始运动时,就看F1cosα和F2cosβ哪个大,如果F1cosα>F2cosβ,绳子向甲方运动,甲方胜了,此时F1 不一定大于F2.也就是说胜利的一方拉力不一定大.两队比的是拉力在水平方向的分力的大小.事实上,实际问题因素还有很多,不可能完全分析清楚,例如双方用力的时机不同,往往影响胜负.绳子的重力与拉力比很小,是完全可以忽略的,常用第一种解释.。

拔河问题中的摩擦力分析和研究

拔河问题中的摩擦力分析和研究

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

试论拔河比赛中的力学原理

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。

拔河比赛力学研究报告

拔河比赛力学研究报告

拔河比赛力学研究报告
拔河比赛是一项传统的团体竞技运动,参与者分为两队,通过拉绳比拼力量来决定胜负。

本报告旨在对拔河比赛中的力学原理进行研究。

1. 引言
拔河比赛中最主要的力学原理是牛顿第三定律——作用力与反作用力相等且方向相反。

当一队尝试向后拉拉绳时,另一队也会发出相同大小的作用力向前拉。

通过分析力的平衡和杆件的弯曲,可以更好地理解拔河比赛的力学原理。

2. 分析比赛过程
拔河比赛过程中,两队队员将绳子紧紧拉住,然后通过向后拉绳来试图拉倒对方队伍。

当一方施加力量时,绳子会受到拉力的作用,这会导致绳子向拉力的方向上产生弯曲。

3. 力的平衡与分析
在拔河比赛中,两队的拉力相等且方向相反。

当拉力相等时,绳子不会发生运动,保持稳定状态。

这表明两队的力平衡,没有一方能够明显占据优势。

只有当一方队伍施加的力超过对方队伍时,才会导致整个系统向该方向运动。

4. 杆件的弯曲
在拔河比赛中,绳子通常是通过两端固定在支点上的杆件来连接的。

当两队施加力量时,绳子会受到拉力的作用而发生弯曲。

杆件的弯曲会导致绳子整体上的应力分布发生变化,这可能会对比赛的结果产生影响。

5. 结论
通过对拔河比赛的力学原理进行研究,我们可以更好地理解这项传统运动的技术要领。

在比赛中,掌握力的平衡和杆件弯曲的知识可以帮助参与者更好地运用力量,并在比赛中取得优势。

值得注意的是,本报告仅仅对拔河比赛的力学原理进行了初步的研究,还有很多其他因素可能会影响比赛结果,如队伍的协调性和力量分配等。

对于拔河比赛而言,技术、策略和团队合作同样重要。

论拔河运动的摩擦力

论拔河运动的摩擦力

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。

论拔河运动的摩擦力

论拔河运动的摩擦力

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。

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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。

好了,就到这里吧,以此去做更全面的分析吧,比如此时甲的受力和运动。

最后强调:甲和乙之间没有直接的相互作用力(除了万有引力,哈哈,此处也实在太弱),而是甲与绳子,乙与绳子之间才是相互作用力。

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