拔河中甲队胜了,但甲队拉绳的力为什么与乙对拉绳的力相等?如果相等绳子不就不动了嘛!

拔河中甲队胜了,但甲队拉绳的力为什么与乙对拉绳的力相等?如果相等绳子不就不动了嘛!
拔河中甲队胜了,但甲队拉绳的力为什么与乙对拉绳的力相等?
如果相等绳子不就不动了嘛!

拔河中甲队胜了,但甲队拉绳的力为什么与乙对拉绳的力相等?如果相等绳子不就不动了嘛!
甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,它们的大小一定相等,由对整体受力分析知,地面对乙的最大静摩擦力小于地面对甲的最大静摩擦力,所以甲对乙的拉力大于地面对乙的最大静摩擦力,乙队被拉动,甲队胜.
教学实践发现,由于对拔河比赛的物理模型不明确引起的困惑非常普遍,最常见的疑问是：为什么没提及拔河中的重要器材—— 一根又粗又长的绳子?“甲对乙的拉力”是甲对绳子的拉力呢,还是绳子对乙的拉力呢?如何理解“甲对乙的拉力
和乙对甲的拉力是一对作用力和反作用力”?
观察拔河比赛可知,获胜的一方稳步地把绳子拉向自己的一侧,输方的表现则不尽相同：有因姿势不对而被对方拉倒的；有因感觉要输而松手让对方把绳子拉过去的；而绝大多数是在与地面发生相对滑动的情况下被对方硬拉过去的,本文就依“乙队与地面发生相对滑动而被甲方硬拉过去”为背景,通过不同的物理模型.
模型一：考虑绳子质量,把绳子当作甲、乙以外的第三者
1、对这样的拔河模型,题目中“甲对乙的拉力”和“乙对甲的拉力”是不存在的因为甲和乙并没有发生作用,而是分别向相反的方向拉绳子.所以,“甲对乙的拉力”既不可能是甲对绳子的拉力,也不可能是绳子对乙的拉力,也就更谈不上“甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对作用力和反作用力”了.
2、设甲、乙对绳子的拉力分别为F甲→绳和F乙→蝇,地面对甲和乙的摩擦力分别为F地→甲和F地→乙；甲队、乙队和绳子的质量分别为M甲、M乙和m.(下同)
(1)甲队把乙队以加速度a拉过去
分别以绳子和整体为研究对象,由牛顿第二定律可得
F甲→绳－F乙→蝇=ma ①
F地→甲－F-地→乙=(M甲＋m+M乙)a ②
由此可知
F甲→绳＞F乙→蝇 ,F地→甲＞F地→乙
又因为F地→甲为静摩擦力,F-地→乙为滑动摩擦力,所以,地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力.
(2)甲队把乙队匀速拉过去
此时,相当于① ② 式中的a= 0,所以有F甲→绳=F乙→蝇 ,F地→甲=F地→乙
即甲对绳子的拉力与乙对绳子的拉力、地对甲的摩擦力与地对乙的摩擦力均大小相等,但由于F地→甲为静摩擦力,F地→乙为滑动摩擦力,所以仍然是地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力.
模型二：不计绳子质量,并把绳子当作甲(或乙)的一部分
1、由于把绳子看作了甲(或乙)的一部分,则拔河比赛中甲和乙才可以认为相互作用,这时才有“甲对乙的拉力”和“乙对甲的拉力”的说法,且二者显然是作用力与反作用力,由牛顿第三定律可知,二者的大小始终相等,即
F甲→绳=F乙→蝇 ③
2、(1)甲队把乙队以加速度a拉过去分别以甲和乙为研究对象,由牛顿第二定律可得
F地→甲－F乙→甲=M甲a ④
F甲→乙－F地→乙= M乙a ⑤
即地对甲的摩擦力大于乙对甲的拉力,乙对甲的拉力等于甲对乙的拉力,甲对乙的拉力大于地对乙的摩擦力.进一步分析摩擦性质可知：地面对甲的最大静摩擦力必然大于地面对乙的最大静摩擦力.
(2)甲队把乙队匀速拉过去
此时相当于④ ⑤ 式中的a=0,类似地可以得出：
F地→甲= F乙→甲= F甲→乙= F地→乙
即地对甲的摩擦力等于乙对甲的拉力,乙对甲的拉力等于甲对乙的拉力,甲对乙的拉力等于地对乙的摩擦力,可以得出：地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力.
模型三：以绳子上判断胜负的标志点为界将绳子一分为二,并分别看作是甲、乙的一部分与对模型二的讨论类似；从略.
综上分析可知,一般给出的关于拔河比赛的习题,都是将拔河比赛抽象为“不计绳子质量,并且把绳子当作甲(或乙)的一部分”,或“以绳子上判断胜负的标志点为界将绳子一分为二,并分别看作是甲、乙的一部分”的物理模型,否则无法理解“甲对乙的拉力”、“乙对甲的拉力”以及二者是“一对作用力和反作用力”等说法.
对拔河比赛不管采取何种模型,也不管“甲队把乙队是加速拉过去还是匀速拉过去”,都可以得出“地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力”的结论.所以,拔河比赛的较量,实质上是甲乙双方与地面的最大静摩擦力的较量.