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没有电物理知识,还真玩不转体育

2022-06-23沙沙

智慧少年 2022年4期
关键词:跳板外力气流

沙沙

火热的冬奥、激烈的世界锦标赛……运动员们在赛场上一次次挑战极限时,赛场外的观众们也总能被那不服输的和昂扬的斗志所感染。在领略赛场科技的魅力、被运动精神点燃之余,有多少人知道,其实赛场也是知识斗场,教练和运动员们一个个都化身成了“物理咖”,表面上是在比拼技能,实际上却是物理知识的较量。要是不懂点儿物理知识,你恐怕还抓不住运动竞技的决胜命门。

躲避气流咀边骑车

初看自行车比赛的观众总是很好奇,好像赛程中的大部分时间里,自行车手们都和平友爱地凑成一团向前骑,大家对骑在第一位似乎没那么热衷。这是因为跟在别的骑手后面骑行可以提高自己的车速!

这让人有点摸不着头脑了,不加速怎么可能提高车速?其实在比赛中,每辆自行车的速度都是很快的,领头的自行车车尾处气流速度快、压强低,而气流绕过后车则会变慢,让后车车尾处的压强变大,这样形成的压力差就会将后车向前推,节省骑手体力的同时,车速也得以提高。这就是气流牵引,是自行车运动的一种常见的策略。

用件顿第一定律跳列水

每次看跳板跳水,总让人忍不住为在板上弹跳的运动员捏把汗,担心板子承受不了运动员的重量,让运动员掉进水里去。

大家多虑了,这得问问著名的牛顿第一定律。这个定律说:一切物体在没有受到外力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。这也就是说要让跳板给运动员支撑的力量,运动员首先要对跳板施加外力。于是,我们看到运动员会快速地迈上跳板前端,用力跳跃,再从高处落到跳板上,随着跳板一同向下到達最低点。被外力改变原来状态的跳板,这时会给运动员一个反作用力,因为它大于运动员自身的重力,因此就推动运动员向上。运动员不仅会来到更高的空中位置,而且也得到了加速。

角动量守恒你旋转如冈

套流畅有力的体操动作即将结束,运动员能不能从平衡木、高低杠等器械上下来稳稳落地,这往往是体操动作成败的关键。当看到运动员将自己的手臂和腿收得紧紧的,快速在空中转体720度后戛然而止,像颗钉子一样扎在地面上,有些人会忍不住犯嘀咕一运动员是怎么办到的?

这里面有一个重大秘密一角动量守恒。角动量是物理学上与物体的位置变化、动量有关的物理量。从这个守恒定律出发,运动员们就能通过有针对性的调整来提高动作成绩了。

比如教练们认为好动作应该“腾空高、落地近”,它的意思就是说运动员下落时要保持一个较大的顶角,让两脚落在身体重心速度的延长线上。而在空中旋转的时候,运动员旋转的角动量必须在展体过程中消耗完,如果把它带到落地时刻,它就会继续发挥作用,让运动员在地面上承受冲击而东倒西歪。所以,运动员会利用其中的可变性,通过改变身体姿势、改变旋转轴来控制自己的动作,在落地前及时展开身体,通过增加转动惯量来“刹住”旋转,通过延长力的作用时间来减少冲击力,比如让前掌着地后迅速过渡到全脚掌,依照正确顺序使髋、膝、踝关节做急剧的退让性收缩等,这一系列普通观众不容易发现的缓冲动作,都能有效延长脚与地面的作用时间。

小链接体育老师喊你来上物理课啦!

1.举重中的物理

举重运动员在上场之前要在手掌上擦些“白粉”,这些“白粉”是镁粉,擦过之后,可以增加手掌和被握物体之间的摩擦力,减少失误。

2.跑步中的物理

跑步转弯时,在越向内的跑道上,运动员跑得越快,这是向心力的缘故。跑到终,点之后,运动员会继续向前冲几步,这是惯性在起作用。

3.标枪运动中的物理

投标枪时,初速度越大,动能就越大,投得就越远。

4.篮球运动中的物理

投篮距离越近,命中率越高,这是因为球在前进过程中在不断下落,若距离近些,下落的距离也会小一些,这样偏差也就小了,命中率便高了。D702AD90-53E9-41CC-98A9-65C771A49FD3

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