本刊綜合

“叮咚—— 叮咚——”

天還沒有完全亮，門鈴就響了。小新打開門就看到了一臉興奮的幸運兔。

小新，今天舉行校園運動會，你準備得怎么樣啦？

挺好的，我最近每天都在練習，感覺身體狀態(tài)很好。不過，心里還是有點小緊張。

你放心，今天的籃球比賽，你們隊一定能贏！

為什么？

我給你做了一條幸運項鏈，只要戴上它，幸運就會降臨。

謝謝你的心意。不過，體育運動是講究科學的。

運動是靠身體又不靠腦袋，和科學有什么關(guān)系？

運動和科學的關(guān)系可大了。在杭州第19屆亞運會上，中國代表團獲得201金111銀71銅共383枚獎牌，在創(chuàng)造亞運最好成績的同時，實現(xiàn)了亞運金牌11連冠。每一位冠軍的誕生，都離不開自身的努力和科學的“幫忙”。現(xiàn)在時間還早，我給你科普一下吧。

冠軍的“制勝秘訣”

運動是人們與生俱來的一種能力，但并非每個人都能成為冠軍。你有沒有想過，在田徑場上，“大長腿”和“小短腿”誰跑得更快呢？

想要跑得快，就要爭取把每一步邁得更大，并且把步子邁得更快，也就是努力增加“步長”和“步頻”。但是，這兩者往往是相互矛盾的。個子高的人腿長，步子邁得大，但是邁步慢；個子矮的人腿短，步子邁得小，但是邁步快。優(yōu)秀的短跑運動員平均身高在1.85米左右，這個身高的人更容易在步長和步頻之間取得平衡，達到“最優(yōu)解”。

不過，運動場上最不缺乏奇跡。

“中國飛人”蘇炳添是首位突破男子百米10秒大關(guān)的黃種人。在2020年東京奧運會田徑男子100米半決賽中，身高1.72米的蘇炳添以9秒83的成績打破亞洲紀錄，創(chuàng)造了中國奇跡。

“閃電”博爾特也是短跑運動員中的特例。他身高1.95米，步頻不算太高，可這并不影響他比別人跑得快。

身體形態(tài)、身體素質(zhì)等先天優(yōu)勢確實能給運動員加分，但這并不起決定性作用。研究顯示，擁有天賦的運動員，至少需要投入十年或一萬個小時的科學訓練，才能在自己從事的運動項目中達到精英水平。那么，如何針對不同的運動項目進行科學訓練，掌握其中的“制勝秘訣”呢？一起來看看吧。

平衡木——調(diào)整重心

地球?qū)Φ乇砦矬w施加的重力作用在物體各個部分，它們集中于一個點，即物體的重心。人體一做動作，重心位置就會發(fā)生變化。

體操運動員在平衡木上如履平地，自如地做著走、跳等動作，還能翻跟斗。他們保持平衡的秘訣就在于——讓身體的重力作用線（通過重心的豎直線）通過支撐面（身體與物體的接觸面）。

我們走獨木橋時，會不自覺地張開雙臂、擺動雙臂，使身體重新站穩(wěn)。雙臂的擺動就是在調(diào)整身體的重力作用線，使之通過支撐面以恢復平衡。

鏈球—— 轉(zhuǎn)圈加速

很多時候，運動員會通過助跑加速。但在投擲鐵餅、鏈球、鉛球時，運動員只能站在一個直徑2米多的投擲圈內(nèi)把器械擲出去，在這有限的空間里如何加速呢？

答案就是——旋轉(zhuǎn)！不能直線加速，那就旋轉(zhuǎn)加速。運動員的身體旋轉(zhuǎn)時，帶動手中器械一起旋轉(zhuǎn)，這樣就能使器械獲得一定的速度。當器械脫手時，它就會徑直向前飛出去。

鏈球的質(zhì)量和鉛球相同，但鏈球可以擲出80多米，幾乎是鉛球投擲距離的4倍。這是因為鏈球比鉛球多了一條1米多長的鏈子，旋轉(zhuǎn)半徑越大，通過旋轉(zhuǎn)獲得的速度越快，所以飛得更遠。

跳水——壓水花

跳水一直是中國國家隊的強項，也是很具觀賞性的比賽項目。想要水花小，秘訣有兩點。

一是身體伸直，垂直入水。人體和水的接觸面越小，產(chǎn)生的水花就越小。如果入水前身體還沒伸展開，或者斜著入水，就會嘩啦啦地“炸魚”了。

二是掌心朝下，平壓水面。如果雙手合十切入水面，那么水會被劈開，向兩側(cè)濺起；如果用手掌平壓水面，水則會被擠向兩側(cè)，水花就會小很多。

足球——香蕉球

香蕉球是一種足球技巧，它可以在空中拐彎，從而避開人墻，完成射門。香蕉球為什么會拐彎呢？這與伯努利原理密不可分，需要球體強烈旋轉(zhuǎn)才能形成。簡單來說，伯努利原理是指流體速度較大的地方壓強較小。

動動手

兩手各拿一張薄紙巾，然后向中間吹氣，猜一猜，紙巾會分開還是靠近呢？

通過實踐你會發(fā)現(xiàn)，這兩張紙巾不但沒有分開，反而相互靠近了！這就是伯努利原理——流速越快壓強越小。當兩張紙中間的空氣流過時，壓強會變小，紙外的壓強比紙內(nèi)大，內(nèi)外的壓強差就把兩張紙往中間壓。

原來如此，我以為運動員們只是簡單地跳一下、踢一下、轉(zhuǎn)一下，沒想到這些動作蘊含了這么多科學知識。

那當然，只有頭腦聰明、四肢發(fā)達的人才能成為一名優(yōu)秀的運動員。不過，高手過招，往往只差毫厘。在重大的國際比賽中，除了拼技巧和體力外，高科技的運動裝備也起到了關(guān)鍵性的作用。

讓人類更快、更高、更強

輕薄跑鞋? 讓“飛人”更快

根據(jù)測試，跑鞋質(zhì)量每減輕100克，運動員的體能消耗將減少1%，而這1%的體能足以讓運動員成為新的“飛人”。在2000年悉尼奧運會上，短跑名將邁克爾·約翰遜的跑鞋只有116克。此外，瑪麗安·瓊斯的“水晶鞋”，劉翔的“紅色魔鞋”，都為公眾津津樂道。

水滴狀頭盔? 讓騎車更絲滑

頭盔的水滴狀外形取代運動員頭部的自然外形，能有效降低騎行中的空氣阻力。研究顯示，運動員戴上頭盔遇到的空氣阻力明顯小于剃光頭時的空氣阻力。

彈性十足? 讓世界紀錄更高

撐桿跳高是借助撐桿彎曲時積聚的彈力，在撐桿伸展時將運動員“彈”過橫桿。最初，人們使用木桿跳出了3.3米的好成績。當竹竿、金屬桿取代堅硬沉重、沒有彈性的木桿，撐桿跳高的成績節(jié)節(jié)攀升。待到更輕、更有韌性的玻璃纖維、碳纖維桿問世后，撐桿跳高的世界紀錄不斷被打破，達到了6.22米。

跑步“粽子裝” 比皮膚還光滑

在2000年悉尼奧運會上，澳大利亞選手凱西·弗里曼成為全世界的焦點。在400米短跑賽場上，觀眾們驚訝地發(fā)現(xiàn)：凱西·弗里曼居然穿著長袖運動服，甚至還戴著帽子，裹得像個粽子一樣。但那天，凱西·弗里曼就是冠軍。

據(jù)了解，這種號稱“第二層皮膚”的運動服，可是響當當?shù)目萍忌衿?。為了減少空氣阻力，這件衣服使用了5種不同紋理的纖維材料。穿上它之后，可以說光滑到能忽略空氣。

套上“鯊魚皮”? 如魚得水去暢游

鯊魚皮膚表面粗糙的V形褶皺能大大減少水流的摩擦力，使周邊水流加速通過。受它的啟發(fā)，2000年，“鯊魚皮泳衣”誕生了。它采用模仿鯊魚皮紋理的彈性纖維，在水中可以減少約3%的阻力。接縫處采用超聲縫合技術(shù)，使得整件泳衣“天衣無縫”，將阻力降到最低。

許多運動員穿著它奪得了獎牌甚至刷新了世界紀錄。但因為它過于依賴高科技，而且造價昂貴，影響比賽公平，國際泳聯(lián)宣布從2010年起禁用此類泳衣，“鯊魚皮泳衣”從此退出了比賽舞臺。

我最喜歡看比賽了！運動員們在賽場上爭分奪秒，你追我趕，那場面太緊張了！不過我一直有一個疑問，有時候運動員們幾乎是同時到達終點，裁判員怎么判斷他們的名次呢？

這些細微的差別靠人眼是無法辨別的，必須借助科技的力量，才能更好地保證比賽的公平公正。

讓比賽更公平公正

電子起跑器

每一個電子起跑器上都裝有揚聲器，連接至發(fā)令槍，讓所有運動員能同時聽到起跑信號。起跑器內(nèi)置的傳感器可以檢測運動員對踏板施加的壓力，測算出運動員起跑反應(yīng)的時間。如果反應(yīng)時間少于0.1秒，系統(tǒng)就會發(fā)出搶跑信號。

跳躍分析設(shè)備

不同于競速類項目，花樣滑冰需要判定的是運動員的動作完成度。在北京2022年冬奧會上，一種跳躍分析設(shè)備通過賽場周圍的6臺攝像機記錄運動員的跳躍高度、遠度以及滯空時間，便于裁判更直觀地評判運動員的動作質(zhì)量。

自動觸摸板

1968年墨西哥城奧運會上，自動觸摸板首次登場亮相。這是一塊0.9米高、2.4米寬的電子平板，2/3浸沒在水中，能夠靈敏地感受到運動員手指輕微的觸摸，卻對波浪的拍擊不作反應(yīng)。此后，決定游泳比賽結(jié)果的權(quán)力真正交到了運動員“手”中。

歷史時刻：1988年，蘇里南全國放假一天，慶祝運動員安東尼·內(nèi)斯蒂在漢城奧運會上以0.01秒的優(yōu)勢獲得男子100米蝶泳金牌。

“鷹眼”系統(tǒng)

“鷹眼”系統(tǒng)也被稱為即時回放系統(tǒng)，由高速攝像機、電腦和大屏幕組成，它會從不同角度捕捉球的飛行軌跡，將數(shù)據(jù)生成三維圖像，并在大屏幕上清晰地呈現(xiàn)出球的運動路線、落點以及運動員的細節(jié)動作。在比賽中如果發(fā)生爭議，那么“鷹眼”系統(tǒng)拍攝到的畫面不僅可以給裁判提供依據(jù)，還能讓電視機前的觀眾第一時間知道真相。

內(nèi)置掃描系統(tǒng)的新箭靶

在射箭項目中，當箭擊中箭靶時，兩臺掃描儀將分別進行縱向和橫向運行，計算箭頭與箭靶中心點的距離。該系統(tǒng)的精度達到0.2毫米，成績在1秒內(nèi)顯示，運動員們不用再焦急地等待結(jié)果公布，可以集中注意力射出下一箭。

運動不僅能強身健體，還能增長知識。如果你還沒有想好參加哪項運動，不妨多嘗試，適當練習。即便是“體育課困難戶”，也能發(fā)現(xiàn)運動的樂趣！