沙沙
火熱的冬奧、激烈的世界錦標(biāo)賽……運動員們在賽場上一次次挑戰(zhàn)極限時,賽場外的觀眾們也總能被那不服輸?shù)暮桶簱P的斗志所感染。在領(lǐng)略賽場科技的魅力、被運動精神點燃之余,有多少人知道,其實賽場也是知識斗場,教練和運動員們一個個都化身成了“物理咖”,表面上是在比拼技能,實際上卻是物理知識的較量。要是不懂點兒物理知識,你恐怕還抓不住運動競技的決勝命門。
躲避氣流咀邊騎車
初看自行車比賽的觀眾總是很好奇,好像賽程中的大部分時間里,自行車手們都和平友愛地湊成一團(tuán)向前騎,大家對騎在第一位似乎沒那么熱衷。這是因為跟在別的騎手后面騎行可以提高自己的車速!
這讓人有點摸不著頭腦了,不加速怎么可能提高車速?其實在比賽中,每輛自行車的速度都是很快的,領(lǐng)頭的自行車車尾處氣流速度快、壓強(qiáng)低,而氣流繞過后車則會變慢,讓后車車尾處的壓強(qiáng)變大,這樣形成的壓力差就會將后車向前推,節(jié)省騎手體力的同時,車速也得以提高。這就是氣流牽引,是自行車運動的一種常見的策略。
用件頓第一定律跳列水
每次看跳板跳水,總讓人忍不住為在板上彈跳的運動員捏把汗,擔(dān)心板子承受不了運動員的重量,讓運動員掉進(jìn)水里去。
大家多慮了,這得問問著名的牛頓第一定律。這個定律說:一切物體在沒有受到外力的作用時,總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。這也就是說要讓跳板給運動員支撐的力量,運動員首先要對跳板施加外力。于是,我們看到運動員會快速地邁上跳板前端,用力跳躍,再從高處落到跳板上,隨著跳板一同向下到達(dá)最低點。被外力改變原來狀態(tài)的跳板,這時會給運動員一個反作用力,因為它大于運動員自身的重力,因此就推動運動員向上。運動員不僅會來到更高的空中位置,而且也得到了加速。
角動量守恒你旋轉(zhuǎn)如岡
套流暢有力的體操動作即將結(jié)束,運動員能不能從平衡木、高低杠等器械上下來穩(wěn)穩(wěn)落地,這往往是體操動作成敗的關(guān)鍵。當(dāng)看到運動員將自己的手臂和腿收得緊緊的,快速在空中轉(zhuǎn)體720度后戛然而止,像顆釘子一樣扎在地面上,有些人會忍不住犯嘀咕一運動員是怎么辦到的?
這里面有一個重大秘密一角動量守恒。角動量是物理學(xué)上與物體的位置變化、動量有關(guān)的物理量。從這個守恒定律出發(fā),運動員們就能通過有針對性的調(diào)整來提高動作成績了。
比如教練們認(rèn)為好動作應(yīng)該“騰空高、落地近”,它的意思就是說運動員下落時要保持一個較大的頂角,讓兩腳落在身體重心速度的延長線上。而在空中旋轉(zhuǎn)的時候,運動員旋轉(zhuǎn)的角動量必須在展體過程中消耗完,如果把它帶到落地時刻,它就會繼續(xù)發(fā)揮作用,讓運動員在地面上承受沖擊而東倒西歪。所以,運動員會利用其中的可變性,通過改變身體姿勢、改變旋轉(zhuǎn)軸來控制自己的動作,在落地前及時展開身體,通過增加轉(zhuǎn)動慣量來“剎住”旋轉(zhuǎn),通過延長力的作用時間來減少沖擊力,比如讓前掌著地后迅速過渡到全腳掌,依照正確順序使髖、膝、踝關(guān)節(jié)做急劇的退讓性收縮等,這一系列普通觀眾不容易發(fā)現(xiàn)的緩沖動作,都能有效延長腳與地面的作用時間。
小鏈接體育老師喊你來上物理課啦!
1.舉重中的物理
舉重運動員在上場之前要在手掌上擦些“白粉”,這些“白粉”是鎂粉,擦過之后,可以增加手掌和被握物體之間的摩擦力,減少失誤。
2.跑步中的物理
跑步轉(zhuǎn)彎時,在越向內(nèi)的跑道上,運動員跑得越快,這是向心力的緣故。跑到終,點之后,運動員會繼續(xù)向前沖幾步,這是慣性在起作用。
3.標(biāo)槍運動中的物理
投標(biāo)槍時,初速度越大,動能就越大,投得就越遠(yuǎn)。
4.籃球運動中的物理
投籃距離越近,命中率越高,這是因為球在前進(jìn)過程中在不斷下落,若距離近些,下落的距離也會小一些,這樣偏差也就小了,命中率便高了。D702AD90-53E9-41CC-98A9-65C771A49FD3