陈美

摘 要：素质教育改革促进了学校体育运动的蓬勃发展，体育运动旨在锻炼提高学生的身体素质，促进身心健康发展，为此就必须要科学合理的组织开展体育运动，将物理学原理运用其中，学生的体育运动技能会得到显著提升，同时也能在很大程度上避免出现运动损伤事故。在体育运动过程中可以将运动学、杠杆原理、力学、机械能守恒定律等物理学原理进行运用，指导学生更高效地开展体育训练。本文主要围绕物理学原理在体育运动中的应用进行了分析，以供参考。

关键词：物理学原理;体育运动;应用

在现代社会的进步和发展背景下，我国的体育事业得到良好的发展，并且在素质教育改革背景下，学校教学更是社会上引发了一股“体育热”，加强学生的体育运动训练逐渐成为当前中小学教学中的重要内容。为了更加科学合理的开展体育运动教学，就应该在科学原理的指导下开展，其中将物理学原理运用到体育运动中，能够帮助学生更好的理解和掌握体育运动技巧方法，这样能够提高体育训练的科学性，促进学生身体素质得到更好的锻炼发展。

一、物理杠杆原理在体育运动中的应用

物理杠杆原理在生活中的运用比较普遍，对于大多数人来说也不是很陌生，该原理主要包括阻力臂、动力臂、支点、阻力点和动力点几个要素。人体内也有杠杆，并且表现形式较为多样，主要包括省力杠杆、平衡杠杆和速度杠杆等，其中速度杠杆最为典型。速度杠杆动力臂要弱于阻力臂，需要耗费的力量较大，但是能够保证人体手脚获得角度运动速度和幅度。例如在铅球、铁饼、标枪这些投掷类体育项目中，运动员就应该充分运用杠杆原理，在最后投掷动作上要充分展开上臂，确保阻力臂最大，同时以肩关节为支点，肩部肌肉附着点为动力点，这样就形成了一个人体速度杠杆，可以显著提升物体运动速度，投掷物体的距离更远[1]。链球项目成绩要高于掷铁饼的成绩，其原因就是锁链的存在增加了阻力臂，同理，在羽毛球运动中要抓住球拍的底端也是如此。

二、物理运动学在体育运动中的应用

依据物理运动学原理，转动半径和角速度决定了线速度的大小，人体的每个动做都是通过关节周转动实现的，人体也是一个骨杠杆，在阻力臂及转动半径加大的过程中，运动员的手脚能够产生更大的速度力量。例如对于跳远和投掷标枪、铁饼的体育运动项目来说，为了跳跃或投掷距离更远，获得更好的成绩，就必须要遵循物理运动学原理。通过对斜抛公式分析可以得出，初速度、角度与重力加速度是基本要素，其中，跳跃或投掷的距离与初速度的平方是正比例关系，初速度越大，也就会越远[2]。因此，在开展跳远或投掷类体育运动训练的过程中，就需要重点对学生进行初速度的训练，这样的训练方式才会是更为科学的，才能指导学生获得更好的运动成绩。另外，角度因素也是需要特别注意的，而且不同项目在出手角度也是存在差异的，跳高项目的跳角最大值为45°，跳远的起跳角度为20°，斜抛类项目需要考虑地斜角和空气阻力等影响因素，一般出手角度范围为38°～42°，掷铁饼最佳出手角度应在30°～35°之间。

三、物理动力学在在体育运动中的应用

动力学在物理学中是一个重要内容，牛顿运动定律是最为主要的物理动力学原理，应该运用其指导体育运动的开展。依据牛顿第一定律，物体运动中会产生惯性，所以长跑运动中应该保持匀速前进，借助惯性的力量持续向前，可以消耗更少的体力。依据牛顿第二定律，物体运动加速度与合外力是正比例关系，并且如果物理质量越小，加速度也会更大。在体育运动过程中，各种体育器械的质量是不变的，所以就必须要通过提高加速度获得更大的运动力量，实现更好的运动成绩。例如在跳高、跳远或投掷类运动中，都需要通过前期的快速助跑确保加速度最大化，这样在跳跃或投掷的时候才会产生更大的力量支持。依据牛顿第三定律，物体运动前会与地面产生摩擦力，这种作用力和反作用力的方向相反，共同推动物体前进[3]。例如在跳远的时候，人体需要在用力蹬地的时刻获得反作用力，从而让人体更有力量能够跳跃的更远。在投掷器械的时候也同样需要蹬地所获得的反作用力，可以扔的更远，相反，如果在投掷的瞬间双脚离开了地面，那么就无法将蹬地力量传递到体育器械上，导致运动成绩不高。

四、物理机械能守恒定律在体育运动中的应用

依据物理机械能守恒定律的原理，在撐杆跳项目运动中，远动员主要依靠重力势能获得力量，首先要在助跑中获得动能，支持起跳瞬间的重力势能，在离开地面后，运动方向和机械能形式发生了变化，助跑中的动能转化为了撑杆的弹性势能，并且在身体上升超过一半后，多数动能又转化为了弹性势能与重力势能，在落到垫子上后机械能保持不变。所以，在撑杆跳体育运动训练中，助跑的加速度是需要重点训练的内容，只有获得最大化的加速度，才能提供充足的重力势能，在跨越横杆时有更大的力量，从获得更高的成绩。

综上所述，在体育运动训练开展过程中，应该注重将物理学原理运用其中，结合学生的个体差异，科学合理地组织开展体育训练，在避免学生身体受到伤害的同时，促进学生的体育运动技能水平得到提高，更好地展现体育运动的独特竞技魅力。

参考文献：

[1]钱锋.物理学原理在体育运动中的应用[J].中学物理教学参考，2015（10）：55-56.

[2]宋萌.浅谈运动学原理在体育运动中的应用[J].中学物理教学参考，2016（05）：79

[3]田程化、费真桥、廖文豪.力学原理在体育教学与训练中的应用[J].中学物理教学参考，2018（02）：120