影响拔河比赛胜负的因素只是力气的大小吗

影响拔河比赛胜负的因素是力气的大小吗？

张三、李四二人在争论有关拔河比赛的问题，张三的观点是拔河比赛比的是力的大小，

力大的一方一定会获得比赛的胜利，而李四则认为，根据牛顿第三定律，作用力与反作用力总是大小相等，因此甲拉乙的力一定等于乙拉甲的力，获胜一方并不是因为力大。你同意谁的观点呢？

我们先看一个最简单的情况：甲、乙二人手拉手在进行“拔河比赛”，虽然甲获得了胜利，但根据牛顿第三定律，甲拉乙的力确实等于乙拉甲的力。那么为什么甲胜而乙败呢？以甲、乙二人这个整体作为研究对象，二人间的相互作用力为内力，可以不考虑，他们在用力拉对方时，都是身体向后倾斜而用力向前蹬踏地面，这时鞋底有向前滑动的趋势，从而地面要给以一个向后的静摩擦力，甲乙二人组成的这个整体，在水平方向上受到的外力，就是地面分别给他们二人的静摩擦力，二人开始时是静止的，即是平衡状态，开始比赛后二人同时用力蹬踏地面，如果地面给两人的静摩擦力大小相等，则二人仍保持平衡，即处于“拔河”的相持阶段，当地面给甲的静摩擦力大于地面给乙的静摩擦力时，合力就指向甲的方向，从而二人将产生方向由乙指向甲的加速度，二人就会开始向甲一方移动，甲从而获得胜利。因此，甲的胜利并不是由于甲拉乙的力大于乙拉甲的力，而是由于地面对甲的静摩擦力大于地面对乙的静摩擦力。静摩擦力的大小是一个比较复杂的问题，两物体间的静摩擦力有一个最大值，称为最大静摩擦力，最大静摩擦力的大小跟正压力的大小有关（正压力的大小与人体重有关），还跟接触面的情况有关，具体地讲，跟鞋底的材料、表面情况等都有关，而二人受到的地面摩擦力一般说并不是最大静摩擦力，这个摩擦力的大小跟人站立的姿势（如倾斜的程度等等）、用力蹬踏地面的力等等都有关系。可以说，获得胜利的一方即需要力大，也需要好的装备（如好的鞋子）和一定的技巧。

两个人通过一根绳子拔河，或者两队人通过绳子拔河，如果绳子与人相比较，质量可以

．．．．

忽略

．．，情况与上面的分析相同。

再来看看更一般的情况：一般情况下拔河比赛用的绳子是一根粗大的绳索，这根绳子的质量是不能忽略的。这时甲方拉绳子的力F1与绳子拉甲方的力F1’仍是一对作用力与反作用力，它们大小相等、方向相反。同样，乙方拉绳子的力F2与绳子拉乙方的力F2’也是一对作用力与反作用力，它们也是大小相等、方向相反。但甲方拉绳子的力F1与乙方拉绳子的力F2则不能看作一对作用力与反作用力，它们的方向虽然相反，但大小却不一定相等。我们以绳子为研究对象讨论问题，设绳子的质量为m，根据牛顿第二定律，

F1-F2=ma,

不难看出，要想F1=F2，条件是ma=0，而要ma=0，有两种情况，一是m=0，即绳子质量可以不计，二是a=0，即绳子处于静止或作匀速直线运动。现在绳子的质量不能不计，当绳子静止，即双方处于相持阶段时，绳子受到的合外力为0，说明甲方拉绳子的力与乙方拉绳子的力是大小相等的。当绳子向着某一方（例如甲方）开始运动时，绳子需要有一个向着甲方的加速度，这时绳子受到的合外力不再是0，而是向着甲方的，这说明甲方拉绳子的力F1一定大于乙方拉绳子的力F2，这正是甲方能获得胜利的原因。这时我们以两队人以及绳子作为整体讨论，则情况与上面的分析相同，甲方获胜的原因仍是甲方受到地面的静摩擦力大于乙方受到地面的静摩擦力。

由此说来，张三与李四的上述争论，应该是李四正确。在绳子质量不能忽略的情况下（这是符合拔河问题的实际的），拉绳子的力较大的一方将获得胜利。但如果绳子的质量可以忽略，则李四的说法有一定道理，两队拉绳子的力可以认为是大小相等的，但这时获胜的一方一定在用较大的力蹬踏地面，从而获得地面给的较大的静摩擦力，因此也仍然可以说力大的一方获得了胜利。