能推人前進的靜摩擦力與會說人話的驢風馬牛正相及

1、誰能證明本文基本觀點不成立即可獲得RMB叁仟元整對作用力和反作用力，按照牛頓第三定律，必然大小相等，方向相反。然而平常更多的情況是通過一根繩子來拔河的。與人體相比繩子的質(zhì)量往往可以忽略，從而按照上文的分析，繩子兩端所受的力也總應大小相等，方向相反。50kg50kg圖2-21與大力士拔河能推人前進的靜摩擦力與會說人話的驢，風馬牛正相及作為介紹現(xiàn)行經(jīng)典力學知識的大學物理學教材，北京大學趙凱華老師與中山大學羅蔚茵老師合編、1995年初版的新概念物理教程力學是近年來（限于2003年之前。此后小老兒已很少關(guān)心新的力學專著了）我國出版的同類教材中較好的一本。不但內(nèi)容詳實，而且文字與插圖都很活潑，有點費曼物

2、理學講義及伯克理物理學教程的味道，可讀性較強。但版面排得太擠，給可讀性添了負值。重要的是：正是在這本在內(nèi)容上相當不錯、發(fā)行量更不會錯的教材中，有其它同類書籍都不談的有關(guān)拔河比賽勝負的動力學解釋，而它又錯得十分離譜。并且，他倆似乎對此毫無感覺；每年從全國高考中選出、進入北大的頂尖高中畢業(yè)生似乎也是如此。其它院校，特別是羅蔚茵老師所在的中山大學（這也是所挺不錯的大學）的物理教師與學生自然更不用說一一在小老兒目及的范圍內(nèi)，未曾見到對它的一點點批評。因此，小老兒把它作為我國現(xiàn)在眾多大學師生面對近代西方科學時共具的宗教徒心態(tài)的第一例。1用靜摩擦力的不同大小解釋拔河比賽的勝負，堪比驢子說人話在該書中，這部

3、分內(nèi)容是在介紹自然界中常見的幾種力，且是在介紹了重力、彈性力之后說及的一一在用并否全無道理的隔離體法證明了“當繩子的質(zhì)量可以忽略時，繩子上各點的張力相等，這張力等于繩子兩端所受的外力f,從而繩子兩端所受的外力必定大小相等，方向相反”以后開始敘述，但又沒有介紹完，直等到介紹完摩擦力，才又繼續(xù)并完成敘述。又，該書中敘述這部分內(nèi)容的文字的字體和字號都不一樣。因為只為如實錄其內(nèi)容，下面就只摘錄相關(guān)部分并使用統(tǒng)一的字體字號（該書67頁72頁。圖號是原有的）：拔河的游戲是大家熟悉的。兩人直接手拉手地比賽，他們彼此之間施與的力是且慢！說到這里也許有不同的意見。請聽甲：“像圖2-21a中那個瘦弱的男子和那個粗

4、壯的大力士拔河，繩子兩端受到的力能一樣大嗎？”乙：“大力士再強壯，比不過一堵墻。若像圖221b中那樣，把繩子的一端固定在墻上，讓那個瘦人去拉另一端，繩子兩端的張力不是也一樣大嗎？”甲：“那是因為墻是死的，它給出的反作用力是被動的。而大力士在主動地用力氣，他可以施出比瘦人大得多的力。繩子在墻上那端的張力只是瘦子一個人的力，兩人拔河時繩子中點的張力等于兩人用力之和?！币遥骸翱墒悄憧?，在兩種情況下系在繩子中間彈簧秤的讀數(shù)卻是一樣的呀！”現(xiàn)在我們可以來裁決某甲和某乙圍繞那場拔河比賽的爭論了，勝負的關(guān)鍵在于腳下的摩擦力。如果兩人腳下摩擦系數(shù)一樣，大力士可能得到的最大靜摩擦力f2比瘦子的fi大（圖226a

5、）。盡管兩人拉繩子兩端的力f總是大小相等，方向相反，當f2f圖226勝負的關(guān)鍵在于摩擦力圖226勝負的關(guān)鍵在于摩擦力fi時，大力士就能把瘦子拉過去。若讓大力士站在光滑的冰上，而瘦子站在粗糙的土地上，大力士有再大的力氣也贏不了。所以，某甲錯了，某乙是對的。趙、羅兩位老師認為大力士獲勝的關(guān)鍵是地面施與大力士腳上的靜摩擦力f2地面施與瘦子腳上的靜摩擦力fi。但是，非?？上?，這一解釋肯定不成立。因為既然可以假定繩子的質(zhì)量可以忽略時他們雙方拉繩子的力相等，那么只要條件稍作變化，就也可以認定這兩個摩擦力的大小相等甚而把它的作用完全排除掉一一如圖11a。設(shè)大力士和瘦子都站在一塊堅而輕的板上，該板子的質(zhì)量小得

6、和那根繩子一樣也可忽略不計。他們兩人與該板子間的摩擦系數(shù)足夠大，而板子和地面間的摩擦系數(shù)為0。在這樣的假定條件下，存在于他們雙方腳與板子間的靜摩擦力f，自然應該和他們雙方拉繩子的力f一樣是相等的。至于在此情況下f是否等于f?小老兒不好認定，這得由趙羅兩位老師來回答。不過，無論對此問題如何回答，麻煩出現(xiàn)了：此時大力士和瘦子的拔河比賽，是否就不能分出勝負？再進一步，如圖12b。直接讓大力士和瘦子雙方的手互拉，腳在水平冰道上互蹬。此時繩子和腳下的板都沒有了，依據(jù)上面引用的趙羅兩位教授認定的絕對真理“兩人直接手拉手地比賽，他們彼此之間施與的力是一對作用力和反作用力，按照牛頓第三文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整

7、理.word版本可編輯歡迎下載支持定律，必然大小相等，方向相反”，那么存在于他們雙方雙手間的拉力更應都為f,雙腳間的蹬力更應都為f。又由于此時他們都在冰面上，靜摩擦力不存在，此時他們雙方(a)兩人站在堅實的輕質(zhì)板上拔河就更不能分出勝負？不管他們倆人如何使勁、用力，都是如此？(b)在冰面上互蹬著拔河圖11改變拔河比賽的地面條件后，比賽就沒有勝負？|恐怕只有白癡和現(xiàn)行經(jīng)典力學的忠實信徒才會相信，在圖11所示的兩種情況下,大力士就不能戰(zhàn)勝瘦子。故趙羅兩位老師所作的關(guān)于大力士與瘦子拔河比賽勝負的動力學解釋，就可以和圣經(jīng)中的驢子會說人話相媲美。2拔河比賽勝負的合理解釋就是在現(xiàn)行經(jīng)典力學的框框內(nèi)但采用同是

8、北大的蔡伯濂老師的觀點(見下一節(jié))也應該如圖12、3(以圖11b為例)所示的那樣來解釋拔河比賽的勝負：人在拔河比賽中使勁、用力時，身體總是從預備時的彎曲狀態(tài)奮力挺直。此時整個人體和一根被壓縮了的彈簧在撤去外力后的情況類同。而大力士之所以是大力士，腳跟與肩胛處的成對非保守力腳跟與肩胛處的成對非保守力F1F2，f1、f2應當如圖12所示，在大小上有:圖12比賽開始時的受力情況瘦子之所以為瘦子，就在于他們雙方同時由肌肉產(chǎn)生、可近似地看成分別作用于他們F1=F2f1=f2。F2、f2的豎直分量和兩人的重力，為來自冰面的支持力(也即約束力。趙羅兩位的新概念物理教程力學非常好地提到了這一概念。這是其它類似

9、的專著所沒有的)N所平衡，但它們的水平分量的合力指向瘦子。故一旦他們開始使勁，他們的腳會向瘦子一方如圖13b所示的那樣以加速度a1滑動。另一方面，F(xiàn)1、山的作用點即他們兩人的肩胛都處在半自由狀態(tài)：因他們雙手互拉使得他們?nèi)魏我粋€人的肩胛都不能完全自由運動，但又并非完全不能運動。故由于F1f1，F(xiàn)1的水平分量f1的水平分量，兩人的肩胛、上身在上升的同時，還會如圖13b所示的那樣向大力士所在的方向作加速移動，在某一瞬間的加速度為不同于上述a1的a2。但不管他們?nèi)绾芜\動，兩人的共公質(zhì)心不會移動分毫。(a)雙方未使勁時處在靜止狀態(tài)(b)雙方開始使勁后兩人上身右移，腳左移P(c)一種較極端的結(jié)果圖13在冰

10、面上拔河比賽的開始與結(jié)束由于沒有摩擦力，更由于他倆的雙腳與上身的運動方向相反，兩人最終都會跌倒。但兩人跌倒的方式與原因是不一樣的：大力士因站不穩(wěn)而后仰跌倒，瘦子則是被大力士拉倒。如果大力士的力氣確實比瘦子的力氣大得非常多，并且他一開始就用出了吃奶的勁，那么當他仰面朝天跌倒時，說不定瘦子會被他甩過頭頂落在遠離他頭部的某個地方。此后，兩人將如圖13c所示，各自質(zhì)心分別以V1和V2作反方向的勻速直線運動，并越來越遠。沒有問題：如果大力士和瘦并且他們的公共質(zhì)心始終都在PP線上。子的質(zhì)量分別為mi和m2,那么還必定會有：mivi+m2V2=0。親愛的讀者與敬愛的批評者，您認為這種解釋是否比趙羅老師的解釋

11、更合理些？3蔡伯濂等老師對類同現(xiàn)象從功能關(guān)系出發(fā)的解釋及不足必須指出：我國北大的蔡伯濂老師在1982年出版的大學物理力學教學研究中，對人站在地面上原地上跳、人的走路，從功能關(guān)系上作過很中肯的分析，并且有可能是國內(nèi)第一個對此類現(xiàn)象作出正確解釋的。小老兒大約在1985年左右首次看到他的這部專著，當即異常興奮。因為他是北大的，肯定是個專家，而小老兒當時還是個連講師都沒有評上的三流院校的教師。而他的看法，也正是小老兒當時已獲得的看法，只是走得比他更遠些早在1978年，小老兒就已證否了神圣的牛頓第三定律。接著的探索使小老兒建立了全新的力概念體系的初步框架。但不管如何說，當時發(fā)現(xiàn)蔡伯濂老師的如下敘述時，小

12、老兒是把他看作同道的（第12頁、第1819頁）：站在地面上的人彎腿原地上跳，上跳過程中，地面對人的作用力由于力所作用的質(zhì)點沒有位移，地面作用力不作功，人上跳所增加的機械能是人體內(nèi)部肌肉伸張和收縮作功（有點類似于一端靠地的壓縮彈簧撒手后彈簧內(nèi)部彈性力作功，所不同的是，彈性力是保守力，肌肉作用力是非保守力），成對成對的肌肉作用力所作的正功，用以量度有多少生物化學能轉(zhuǎn)化為機械能。在分析人走路時，認為地面靜摩擦力不作功這種意見是正確的。地面靜摩擦力作用在人的腳上，腳沒有提起也就沒有位移，腳一旦提起，摩擦力就消失，因此靜摩擦力對腳不作功。地面支持力對腳也不作功。根據(jù)物體系機械能定理人走動時所獲得的機械能

13、增加是由于成對內(nèi)部非保守力作功的結(jié)果。而成對內(nèi)部非保守力作功正是人體內(nèi)部生物化學能轉(zhuǎn)化為機械能的量度。至于人走動時必須依靠地面的靜摩擦力，這僅僅是說地面的靜摩擦力為人的走動提供了條件，靜摩擦力是否作功只能根據(jù)功的定義來確定。被小老兒加粗、加黑了的“人走動時必須依靠地面的靜摩擦力，這僅僅是說地面的靜摩擦力為人的走動提供了條件”已非常接近于毛老人家在矛盾論中闡述的“外因是變化的條件，內(nèi)因是變化的根據(jù)”的著名論斷，他在事實上也把人的走路等現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因，歸結(jié)為了人體的內(nèi)力。但是，他又沒有明確地說到這一點，只是從功文檔來源為:從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持能關(guān)系上對這兩種現(xiàn)象提出

14、了合理的看法。涉及力與物體運動狀態(tài)的變化，涉及沖量與動量，囿于神圣的牛頓第一定律，他還是不敢超越小老兒在讀到上述話后曾立即去信向他請教，他是回了信的。但當小老兒再次去信，以及若干年后又去信，商討更深層次的問題時，他就都不愿意再回信了！在蔡伯濂老師的大學物理力學教學研究之后，又有一些專家學者的專著從功能關(guān)系正確地解釋了此類現(xiàn)象。如同是北大的朱照宣等老師的理論力學，佟盛勛等編著的普通物理專題研究等。但無一例外地在涉及力與物體運動狀態(tài)的變化、沖量與動量時停下腳步。對此，小老兒除了嘆息，實在沒有什么好說的！因為牛頓太偉大了?。「螞r牛頓原理的第一定律的慣性概念，還在深受宗教裁判所懲罰的伽利略那兒就已有

15、了？幾乎是前后相繼出世的哥白尼、伽利略、牛頓，是近代科學的開創(chuàng)者；運用他們建立的理論，人類不但預言了哈雷彗星的返回，?；市?、冥王星等的存在，現(xiàn)在更可以把人送上月球，真正實現(xiàn)過去只存在于幻想中的嫦娥奔月，等等，等等。因此，它們怎么可能會錯？還應該補充的是，從功能關(guān)系上正確解釋人走路等運動，首創(chuàng)似乎還不是國人（蔡伯濂老師應該對此心中有數(shù)）。因為美國FWSears等著的大學物理學第一冊，人民教育出版社在1979年就出了中文版（小老兒是遲至1988年左右，在鄰居的提示下才注意到這本書中的相關(guān)內(nèi)容的），其中就有對類似現(xiàn)象的正確的功能解釋。而這一中文版又是根據(jù)他們在1976年出版的第五版英文版譯出的。就是不考慮他們的解釋是從哪一版開始的，僅依據(jù)這幾個數(shù)據(jù)，也可以判斷出：此功能解釋的首創(chuàng)權(quán)更可能是FWSears等。至于遲至1990才出版的佟盛勛等編著的普通物理專題研究的相關(guān)內(nèi)容，幾乎直接抄自該書（用圖幾乎全同）。這就更令人心寒了！當然，這比起現(xiàn)在有些大學教授如趙凱華、羅蔚茵等至今還認定一切都是由靜摩擦力造成，蔡伯濂老師的大學物理力學教學研究，朱照宣等老師的理論力學，佟盛勛等編著的普通物理專題研究等，畢竟已跟著洋人的腳步前進了一步，而且還沒有把此類現(xiàn)象看作“稀奇”的怪事（FWSears等著的大學物理學第一冊中的用詞）！4題外話：幾點啟發(fā)下列三點，供有頭腦的親愛的讀者與敬愛的批評者思考：1