搜索
2008学年高一第二学期拓展课教案（第2课时）拔河中的物理知识物理陈通【教学目标】一、知识与技能1．知道拔河过程中拉力是如何产生及传递的2．知道决定拔河胜负的因素并能应用于实际操作之中二、过程与方法1．通过对拔河中的力学介绍明白牛顿运动定律在其中的应用2．通过学生实际的拔河过程加深对拔河时技巧的应用三、情感、态度与价值观1．通过在游戏中的学习使学生意识到物理知识在多方面的应用【教学重点和难点】教学重点：1．拔河过程中拉力的传递2．决定拔河胜负的因素教学难点：1．如何有效利用技巧来制胜【教学准备】PPT、拔河长绳一根，哨子一只，照相机一只【教学过程】一、导入1、由一组有关拔河的视频导入2、拔河比赛在世界各地的运动发展拔河运动在1900年第二届法国巴黎奥林匹克运动会中列为正式竞赛项目，直至1920年停办。目前拔河是世界运动会的正式竞赛项目之一，并采用世界正式拔河比赛制度。国际拔河协会(TugofWarInternationalFederation)每半年举办由各国国家队参加的世界锦标赛，分为室内及室外举行。协会还同样举办由俱乐部队参加的类似的比赛。3、学生相互讨论：自己在拔河比赛中是如何制胜的你认为要取胜需要具备什么条件引出：1.人的质量2.鞋与地面之间的摩擦3.人的力气4.用力的方向5.团队协作6.拉拉队的作用2008学年高一第二学期拓展课教案（第2课时）二、拉力是如何产生及传递的1.拉力是由绳子传递的，它是由手与绳子之间有滑动趋势时产生的静摩擦力。手与绳子之间的滑动趋势是由于人的身体要向后移动时产生的。2．人的身体要向后移动就必须用脚蹬地，使鞋底与地面产生相对的滑动趋势，于是脚就受到了一个地面施加的静摩擦力。3.人处于平衡状态时，绳上的拉力与鞋底受到的静摩擦力大小相等。三、决定拔河胜负的因素从拔河胜负的结果来看，负方一般会有三种不同的情况：1.负方队员没有被拉倒，只是队员脚底打滑或者双脚被迫向前移动（或手中绳子打滑）而绳子中点被平拉过分界线；2.负方队员脚底没有滑动，而是被拉得失去平衡、向前翻倒使绳子中点越过分界线；3.负方队员被拉得既有平动又向前翻转而告负。比赛过程中胜负未定之前的双方的反复拉锯式对抗都包含在这三种情况之中。四、分析拔河时的力学因素1拉力克服摩擦力对于A方，因为NA=GA，所受的合力FA合=TBA－fA；对B方，也有FB合=TAB－fB。所以，无论对哪一方而言，平动时战胜对方都是对对方的拉力大于对方所受到的摩擦力。根据ƒ=μN,可知增大摩擦力应从增大摩擦因素μ和增大正压力N入手，具体做法有以下四点：1.增大摩擦因素μ2.增大正压力N在没有附加运动及没有竖直方向分力的外力作用时，由N=G=mg可知，体重较大的队员受的摩擦力也较大，所以应当尽可能选择体重较大的队员出场。2008学年高一第二学期拓展课教案（第2课时）3.提高重心时增大正压力N若运动员突然升高身体重心，其向上加速度为a，则N=G＋maG,即运动员用力向下蹬地，可增大正压力NG。4.采取高重心姿势增大正压力N当对方排头队员处于低重心姿势或对方拉绳位置较低时，采取高重心姿势抬高拉绳，使对方的拉力变为斜向下拉，利用对方拉力的向下分力增大正压力N=G＋TBAcosαG。2.拉力矩战胜重力矩1)拔河队员除平动外，还存在着以前脚为支点的转动。仍以A为例，对A起转动作用的是B方对A方的拉力TBA和自身重力GA产生的力矩，拉力矩使A向前倾倒，重力矩与拉力矩抗衡使A保持平衡，故重力矩在比赛中产生积极作用。若本方对对方的拉力矩大于对方的自身重力矩，即可拉倒对方而获胜。2)增大队员体重对增大重力矩也有显著作用。同时，在对方拉力TBA一定时。减小将增大重力力臂，增大重力矩，同时减小拉力臂减小拉力矩，有利于抗衡。3.队员姿势的调整技巧1.高重心后倾姿势1)有利一面：这种姿势的最大静摩擦力f=μN=μ（G＋Tsinθ），可抵抗较大的拉力,又具有较大幅度的向后向下移动重心、施展爆发力的余地。2)不利一面：由于该姿势重心高，自身的重力臂小，使重力矩小，容易失去平衡而被拉倒，比赛中有时会因为没有把握好采用高重心姿势的时机，又为了保持平衡不翻倒，队员们不得不向前移步而负于对方。同时也因为已经处于高重心姿势，失去了突然向上升高重心的施展爆发力的余地。2.低重心后倾姿势1)有利的一面：人体与地面的倾角小，重心偏后，显著地增大了重力臂,使重力矩显著增大，从而比高重心姿势能对抗更大的拉力矩。当摩擦足够时，低重心姿势与高重心姿势对抗，其它因素相同的情况下，高重心姿势将落败。2008学年高一第二学期拓展课教案（第2课时）2)不利的一面：由于重心低，改变了对方拉力方向使之变为斜向上拉（但α很小，实际上远没有θ变化显著），拉力的向上分力将使人体对地面的正压力减小为N=G－Tsin，从而使人体受到的最大静摩擦力：f=μN=μ（G－Tsinθ）变小，能抵抗对方的最大拉力也变小。当摩擦因数μ不够大时，低重心姿势会造成脚下打滑而落败。4.指挥与队员的素质拔河是团队之间的智慧、精神意志和力量的较量，指挥相当重要。没有好的指挥，全队就不可能紧密配合如一人发挥到最有力量的状态，就没把握抓住战机击败对方。同时拔河又是一种实战，队员的个人素质也很重要，如个人力量、身高、体重、是否反映灵敏、是否会用力、是否服从指挥等等都要考虑，甚至是否有过实战经验，都不应忽略。简而言之，队员既要有力，又要会施力，更要服从指挥即时施力才能取胜。比赛中，如果两队势均力敌，指挥不力的一方必将失利；双方指挥水平相当，反应迟缓、不听指挥的队员人数较多的一方则必败无疑。五、挑选队员的原则1、大力士原则全体队员的合拉力大于对方的最大摩擦力或拉力矩大于对方的重力矩才能获胜，每个队员的个人力量大，则全体队员的合拉力必定大，所以应当挑选体力大的大力士队员参赛。2、大体重原则在相同摩擦因素时，体重大，可获得的最大静摩擦力大，同时质量大者惯性也大，故体重大者占优势。若比赛规则中（可以由比赛组委会规定）无队员体重的限制，应优先挑选大体重的队员。3、高大身材原则身材高大的队员对身体姿势的重心高、低的调节范围较大，可有效地改变和控制绳子拉力方向，对拉力矩、重力矩的调节也有较大的范围，在姿势调整中有条件产生最好的调整效果，同时队员身材高大还具有威慑对方心理的作用。因此，其他条件相当的情况，优先选择身材高大的队员参赛。4、机敏原则队员机警灵敏、反映快捷，容易快速掌握比赛技术要领，容易组织训练，容易配合指挥适时施展爆发力，容易抓住战机而充分发挥集体力量优势。六．实际操作学生与学校东面道路集合进行拔河比赛1.宣布比赛规则2.宣布分组原则(应该已在教室之中分好组)3.宣布获胜者的奖励4.开始比赛5.为获胜者拍照留念