本刊综合

“叮咚—— 叮咚——”

天还没有完全亮，门铃就响了。小新打开门就看到了一脸兴奋的幸运兔。

小新，今天举行校园运动会，你准备得怎么样啦？

挺好的，我最近每天都在练习，感觉身体状态很好。不过，心里还是有点小紧张。

你放心，今天的篮球比赛，你们队一定能赢！

为什么？

我给你做了一条幸运项链，只要戴上它，幸运就会降临。

谢谢你的心意。不过，体育运动是讲究科学的。

运动是靠身体又不靠脑袋，和科学有什么关系？

运动和科学的关系可大了。在杭州第19届亚运会上，中国代表团获得201金111银71铜共383枚奖牌，在创造亚运最好成绩的同时，实现了亚运金牌11连冠。每一位冠军的诞生，都离不开自身的努力和科学的“帮忙”。现在时间还早，我给你科普一下吧。

冠军的“制胜秘诀”

运动是人们与生俱来的一种能力，但并非每个人都能成为冠军。你有没有想过，在田径场上，“大长腿”和“小短腿”谁跑得更快呢？

想要跑得快，就要争取把每一步迈得更大，并且把步子迈得更快，也就是努力增加“步长”和“步频”。但是，这两者往往是相互矛盾的。个子高的人腿长，步子迈得大，但是迈步慢；个子矮的人腿短，步子迈得小，但是迈步快。优秀的短跑运动员平均身高在1.85米左右，这个身高的人更容易在步长和步频之间取得平衡，达到“最优解”。

不过，运动场上最不缺乏奇迹。

“中国飞人”苏炳添是首位突破男子百米10秒大关的黄种人。在2020年东京奥运会田径男子100米半决赛中，身高1.72米的苏炳添以9秒83的成绩打破亚洲纪录，创造了中国奇迹。

“闪电”博尔特也是短跑运动员中的特例。他身高1.95米，步频不算太高，可这并不影响他比别人跑得快。

身体形态、身体素质等先天优势确实能给运动员加分，但这并不起决定性作用。研究显示，拥有天赋的运动员，至少需要投入十年或一万个小时的科学训练，才能在自己从事的运动项目中达到精英水平。那么，如何针对不同的运动项目进行科学训练，掌握其中的“制胜秘诀”呢？一起来看看吧。

平衡木——调整重心

地球对地表物体施加的重力作用在物体各个部分，它们集中于一个点，即物体的重心。人体一做动作，重心位置就会发生变化。

体操运动员在平衡木上如履平地，自如地做着走、跳等动作，还能翻跟斗。他们保持平衡的秘诀就在于——让身体的重力作用线（通过重心的竖直线）通过支撑面（身体与物体的接触面）。

我们走独木桥时，会不自觉地张开双臂、摆动双臂，使身体重新站稳。双臂的摆动就是在调整身体的重力作用线，使之通过支撑面以恢复平衡。

链球—— 转圈加速

很多时候，运动员会通过助跑加速。但在投掷铁饼、链球、铅球时，运动员只能站在一个直径2米多的投掷圈内把器械掷出去，在这有限的空间里如何加速呢？

答案就是——旋转！不能直线加速，那就旋转加速。运动员的身体旋转时，带动手中器械一起旋转，这样就能使器械获得一定的速度。当器械脱手时，它就会径直向前飞出去。

链球的质量和铅球相同，但链球可以掷出80多米，几乎是铅球投掷距离的4倍。这是因为链球比铅球多了一条1米多长的链子，旋转半径越大，通过旋转获得的速度越快，所以飞得更远。

跳水——压水花

跳水一直是中国国家队的强项，也是很具观赏性的比赛项目。想要水花小，秘诀有两点。

一是身体伸直，垂直入水。人体和水的接触面越小，产生的水花就越小。如果入水前身体还没伸展开，或者斜着入水，就会哗啦啦地“炸魚”了。

二是掌心朝下，平压水面。如果双手合十切入水面，那么水会被劈开，向两侧溅起；如果用手掌平压水面，水则会被挤向两侧，水花就会小很多。

足球——香蕉球

香蕉球是一种足球技巧，它可以在空中拐弯，从而避开人墙，完成射门。香蕉球为什么会拐弯呢？这与伯努利原理密不可分，需要球体强烈旋转才能形成。简单来说，伯努利原理是指流体速度较大的地方压强较小。

动动手

两手各拿一张薄纸巾，然后向中间吹气，猜一猜，纸巾会分开还是靠近呢？

通过实践你会发现，这两张纸巾不但没有分开，反而相互靠近了！这就是伯努利原理——流速越快压强越小。当两张纸中间的空气流过时，压强会变小，纸外的压强比纸内大，内外的压强差就把两张纸往中间压。

原来如此，我以为运动员们只是简单地跳一下、踢一下、转一下，没想到这些动作蕴含了这么多科学知识。

那当然，只有头脑聪明、四肢发达的人才能成为一名优秀的运动员。不过，高手过招，往往只差毫厘。在重大的国际比赛中，除了拼技巧和体力外，高科技的运动装备也起到了关键性的作用。

让人类更快、更高、更强

轻薄跑鞋  让“飞人”更快

根据测试，跑鞋质量每减轻100克，运动员的体能消耗将减少1%，而这1%的体能足以让运动员成为新的“飞人”。在2000年悉尼奥运会上，短跑名将迈克尔·约翰逊的跑鞋只有116克。此外，玛丽安·琼斯的“水晶鞋”，刘翔的“红色魔鞋”，都为公众津津乐道。

水滴状头盔  让骑车更丝滑

头盔的水滴状外形取代运动员头部的自然外形，能有效降低骑行中的空气阻力。研究显示，运动员戴上头盔遇到的空气阻力明显小于剃光头时的空气阻力。

弹性十足  让世界纪录更高

撑杆跳高是借助撑杆弯曲时积聚的弹力，在撑杆伸展时将运动员“弹”过横杆。最初，人们使用木杆跳出了3.3米的好成绩。当竹竿、金属杆取代坚硬沉重、没有弹性的木杆，撑杆跳高的成绩节节攀升。待到更轻、更有韧性的玻璃纤维、碳纤维杆问世后，撑杆跳高的世界纪录不断被打破，达到了6.22米。

跑步“粽子装” 比皮肤还光滑

在2000年悉尼奥运会上，澳大利亚选手凯西·弗里曼成为全世界的焦点。在400米短跑赛场上，观众们惊讶地发现：凯西·弗里曼居然穿着长袖运动服，甚至还戴着帽子，裹得像个粽子一样。但那天，凯西·弗里曼就是冠军。

据了解，这种号称“第二层皮肤”的运动服，可是响当当的科技神器。为了减少空气阻力，这件衣服使用了5种不同纹理的纤维材料。穿上它之后，可以说光滑到能忽略空气。

套上“鲨鱼皮”  如鱼得水去畅游

鲨鱼皮肤表面粗糙的V形褶皱能大大减少水流的摩擦力，使周边水流加速通过。受它的启发，2000年，“鲨鱼皮泳衣”诞生了。它采用模仿鲨鱼皮纹理的弹性纤维，在水中可以减少约3%的阻力。接缝处采用超声缝合技术，使得整件泳衣“天衣无缝”，将阻力降到最低。

许多运动员穿着它夺得了奖牌甚至刷新了世界纪录。但因为它过于依赖高科技，而且造价昂贵，影响比赛公平，国际泳联宣布从2010年起禁用此类泳衣，“鲨鱼皮泳衣”从此退出了比赛舞台。

我最喜欢看比赛了！运动员们在赛场上争分夺秒，你追我赶，那场面太紧张了！不过我一直有一个疑问，有时候运动员们几乎是同时到达终点，裁判员怎么判断他们的名次呢？

这些细微的差别靠人眼是无法辨别的，必须借助科技的力量，才能更好地保证比赛的公平公正。

让比赛更公平公正

电子起跑器

每一个电子起跑器上都装有扬声器，连接至发令枪，让所有运動员能同时听到起跑信号。起跑器内置的传感器可以检测运动员对踏板施加的压力，测算出运动员起跑反应的时间。如果反应时间少于0.1秒，系统就会发出抢跑信号。

跳跃分析设备

不同于竞速类项目，花样滑冰需要判定的是运动员的动作完成度。在北京2022年冬奥会上，一种跳跃分析设备通过赛场周围的6台摄像机记录运动员的跳跃高度、远度以及滞空时间，便于裁判更直观地评判运动员的动作质量。

自动触摸板

1968年墨西哥城奥运会上，自动触摸板首次登场亮相。这是一块0.9米高、2.4米宽的电子平板，2/3浸没在水中，能够灵敏地感受到运动员手指轻微的触摸，却对波浪的拍击不作反应。此后，决定游泳比赛结果的权力真正交到了运动员“手”中。

历史时刻：1988年，苏里南全国放假一天，庆祝运动员安东尼·内斯蒂在汉城奥运会上以0.01秒的优势获得男子100米蝶泳金牌。

“鹰眼”系统

“鹰眼”系统也被称为即时回放系统，由高速摄像机、电脑和大屏幕组成，它会从不同角度捕捉球的飞行轨迹，将数据生成三维图像，并在大屏幕上清晰地呈现出球的运动路线、落点以及运动员的细节动作。在比赛中如果发生争议，那么“鹰眼”系统拍摄到的画面不仅可以给裁判提供依据，还能让电视机前的观众第一时间知道真相。

内置扫描系统的新箭靶

在射箭项目中，当箭击中箭靶时，两台扫描仪将分别进行纵向和横向运行，计算箭头与箭靶中心点的距离。该系统的精度达到0.2毫米，成绩在1秒内显示，运动员们不用再焦急地等待结果公布，可以集中注意力射出下一箭。

运动不仅能强身健体，还能增长知识。如果你还没有想好参加哪项运动，不妨多尝试，适当练习。即便是“体育课困难户”，也能发现运动的乐趣！