高中物理受力分析 顶牛和拔河比赛中 双方势均力敌 谁会获胜呢
拔河,相信大家都玩过吧!那拔河比赛中取胜的关键是什么呢?那就是看那方的块头大,最大静摩擦力大,那方将获胜【其实不全是,物理分析中进行了简化处理】。那在双方块头一样大时,最大静摩擦力也完全一样是怎么获胜呢?下面通过一道题来分析。
虽然这道题是顶牛,但是跟拔河差不多【一个是推一个是拉】。
先看双方推力的关系。由于这里是通过轻杆顶牛的。轻杆有啥特点呢?轻杆就是质量为零,那这样根据牛顿第二定律ΣF=ma=0可知,不管它是否处于平衡状态【不管有没有加速度】,它的合力必然为零。这这里呢?它受到F1,F2两个推力作用,这两个推力必然平衡。那就是二力平衡了,这样这两个力必然等大反向,作用在一条直线上。而两个端点是F1,F2的作用作用点,必然在一条直线上。根据两点确定一直线,那么这两力必然沿着轻杆方向【当然也可以考虑力矩:如果不沿着杆,必然平行,那就会产生力矩,杆必然转动,这是不可能的】。
下面再来分析两个角度,在分析角度直线,先看下杆的水平不水平对获胜有啥影响。如果杆水平,那么双方对地面的压力都等于自身的重力,那这样最大静摩擦力就一样了,那就不分胜负了。
所以必然有一个端点低。假设甲这边端点低,那么它给杆的作用力必然是向着右上方的,那这样杆给它的作用力就必然是向左下方的,那它对地面的压力就大于自身重力。同理乙对地面的压力小于自身重力,从而甲受到的最大静摩擦力大于乙受到的最大静摩擦力,那这样就是甲获胜了。也即谁的端点越低,谁就可以获胜。端点低与角度有啥关系?题中已经说了,角度越大端点越低。那这样结合甲获胜,自然就是α>β从而答案选A。
详细解析请看视频:
高中物理受力分析,顶牛比赛双方势均力敌,谁会获胜呢