《物理看两种拔河姿势资料》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物理看两种拔河姿势资料(3页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、物理看两种拔河姿势戴耀东 对于一般人而言,这是一场团结和力量共存的比赛,而对于物理老师而言,还有知识。一、拔河背后的秘密拔河比赛有两种方法,侧身式和后仰式。侧身式拔河法中,选手两腿左右分开成弓步;身体平行于绳方向侧身站位如图1。因为选手以这种姿势拔河,不易摔倒且看起来也美观,所这种拔河方法广为大众接受。我们平时在学校其他民间组织的拔河比赛中往往都是采用这种方法。后仰式拔河法中,选手双脚左右站立,与肩同宽;身体正面向前,与绳垂直,抬头后仰,两臂夹紧,绳索便自然从身体侧腰处通过。两脚蹬地,身体基本成一条斜线,中位姿势小腿与地面成45角左右,膝关节稍弯曲,大腿与地面接近平行。(如图2)这种方法看起来
2、很容易摔倒,估计是安全方面或其他原因,这种方法并没有普及,仅仅在相对专业的拔河比赛中使用。据统计众多的比赛实践中,采用后仰式拔河技巧的队伍胜率较大。二、物理原理分析1、隔离分析就每位选手而言,后仰式拔河法具三大优势。(1)大腿发力,扩大有效力量为了便于分析,拔河比赛简化模型如下(绳子质量相对于运动员质量可以忽略不计)分析拔河比赛,首先应该避开一个常见错误,无论谁胜出,A对绳子的力FA和B对绳子的力FB应该相等,因为绳子质量忽略不计,若FAFB,则根据牛顿第二定律,绳子的加速度将无穷大,这是不可能的,故FA=FB。若A获胜,对A、B分别受力分析可得根据牛顿第三定律,FA=FB,A胜出即A由静止向
3、左移动,B由静止向左移动,故fATA=TBfB,也就得出我们熟悉的结论:拔河比赛决定胜负的关键就是队员和地面间的最大静摩擦力,而不是手对绳子的拉力。后仰式拔河最大的一个特点就是五指紧握,双手略绞绳,握绳的力量只要手不会滑动即可,双腿用力后登,把最大的力量用在决定胜负的脚与地面的上;而侧身式拔河由于腿成弓步,稳的同时却不易移动,尤其是在持续过程中,弓步一旦破坏,阵型则散,所以想要在持续过程中获的优势,必须使用胳膊的力量向后拉。可见,若侧身式碰到后仰式,就是胳膊拧大腿了。(2)两腿碎步后登,胜利积少成多拔河比赛中,只有队形整体后退并稳定下来,才是真正的阶段性胜利。侧身式拔河过于追求阵型稳固,导致脚
4、步不宜后移来保证阶段性胜利的果实。只能是在绝对胜利或对手泄气的时候,向后退上比较大的距离。而在双方实力相当拉锯战中,这种机会是不可能出现的。所以后仰式拔河便于碎步后退,胜利积少成多的优势就体现出来了。当然,两种方法都应身体后倾,以利用重力力矩的作用,增加对手取得优势的难度。2、整体分析侧身式拔河有一个先天性的弊端,选手在侧身拔河时,身体侧向与绳在一条直线上,我们若沿绳方向观察每位选手并抽象其模型如图3。 即使左右方向上一个扰动,如图4所示,由于自身没有很好的负反馈系统,选手只能依靠绳子的侧向作用力T的力矩MT平衡掉重力力矩MG.由于没有所以对独立的每个选手在左右方向上很容易摇晃,特别是所有人都
5、站在绳子的同一侧时。当然,几乎所有人都会注意到这个缺陷,所以选手会选择左右站位,并且常常会在同一地点安排两个人,这样可以有效的避免绳子摇晃,模型如图4。此时同一地点的两个就可以看成一个整体,可以看出,只要晃动不太离谱,整体向右倾斜,则重力力矩会起到一个负反馈的作用。正因为如此,我们经常见到如图5的拔河阵型。然而,为了维持这种稳定,就产生两个弊端:一是两个选手处于同一位置,相互干扰,不能发挥出最大的力量;二是这种站位不可避免的导致选手的用力完全沿绳方向。这样会抵消掉选手垂直于绳的分力,而这个力是选手的能量,也就是说,选手没有把所有的力用在拔河上,选手们在内耗!反观后仰式拔河, 同样沿绳方向观察每
6、位选手并抽象其模型如图6。后仰式中每位选手都可以独立保持稳定,所以不需要考虑稳定性问题,可以独立站位,不会相互干扰,同时不需要左右站位,也避免了选手间的内耗。后仰式拔河从整体上看具有两大优势:一是选手相对独立,没有相互干扰;二是力量方向同一,没有内部消耗(后仰式拔河队形如图7)。三、结束语如果学校组织拔河比赛,我们物理老师可以抓住这样的机会,用物理的理论让学生采用更加科学的方法参加比赛,并获得成功,这比反复要求学生将物理联系生活效果要好的多。很多年后,这些学生也许忘记了开普勒三定律、楞次定律甚至牛顿运动定律,但他们一定会记得拔河比赛中的物理分析。四、参考文献1李茂.拔河比赛的物理模型J.物理通报,2009,(1):14-16.2黄育龙.后仰式拔河技巧在比赛中的运动J.中国学校体育(实践与游戏),2012,(09):54-54.3童攀.拔河问题的力学剖析J.新课程(下),2012,(08):58-58.