物理知识在体育运动中几点应用

1、物理知识在体育运动中几点应用物理学既是一门实验科学，又是一门应用科学。物理学的 应用已渗透到社会生活的各个方面。其中在体育运动中的应 用尤为广泛。在体育运动和体育训练中的各种运动器械上， 都存在着运动者的举、压、推、拉、跑、蹬、踢、打、击、 投、弹跳等动作。这些运动都包含着丰富而深奥的物理知识, 如果运动者懂得这些知识并加以运用，就能提高自己的运动 成绩和竞技水平。一，牛顿第一定律在体育中的应用牛顿第一定律指出，任何物体在不受外力作用时都保持静止或匀速直线运动状态的性质，直到有外力迫使它改变这 种状态为止。在实际应用中”不受外力作用”应理解成为物体所受 到的力作用相互抵消。如放在场地上的足球，

2、它所受到的重 力作用与地面对它的支持力作用相平衡，它就保持静止状 态。如果足球不再受到其它外力的作用，它就永远保持静止 的状态。即物体具有保持原来运动状态的性质，这种性质就 称为惯性。惯性是物体固有的属性，质量是惯性的量度。常 遇到惯性的问题，如在短跑比赛后，人体不能立即停下来； 跳高比赛中运动员的助跑，其目的是为了提髙速度，增加动 力，可以使运动员跳得更髙；举重运动员在提杠铃或上举杠 铃时为什么要注意用大力气，把握杠铃的运动状态，即克服 运动状态使之进入运动状态，一旦杠铃进入运动状态，就要 求运动员保持举杠铃时动作的连贯性，中间稍有停顿，不仅 不能完成动作，还可能导致比赛的失败。这说明当人的

3、身体 的某一部分受到外力作用时，身体的另一部分不能立即随之 改变。二，牛顿第三定律在体育中的应用物体间力的作用是相互的。两力的大小相等，方向相反, 并作用在同一条直线上。牛顿第三定律表明了力是物体间的相互作用。相互作用 力总是等大反向共线。在走、跑、跳等动作中，人体所获得 的动力是人蹬地过程中，地面给人体的反作用力。要获得较 大的反作用力作为人体运动的动力，必须加大人的蹬地力。 为了寻求更大的反作用力，实践中釆用了一些措施，创造某 种良好的作用条件。例如，选择坚硬的场地，在跑鞋上，跳 鞋上安装钉子，起跳时用起跑器。三，圆周运动在体育运动中的应用物体做圆周运动时，速度的方向沿着圆周的切线方向不

4、断变化，因而存在向心加速度，其大小为a=v2/r，方向指向 圆心。此时物体受到外力的作用，这个外力的方向也是指向 圆心，大小为f=ma=mv2/r,这个力叫做向心力。由此可知物体做圆周运动的必要条件是物体必须受到 一个与速度方向垂直的外力作用，才能不断改变速度的方 向。如果作用力与速度方向平行，这个力就只能改变速度的 大小而不改变速度的方向。人带动链球作圆周运动时，手臂 通过对球施加向心力，不断改变球的运动方向，使得球得以 实现圆周运动。当手放开后，链球所受到的合外力等于零， 由于惯性的缘故沿切线方向飞出去。四，动量定理在体育运动中的应用物体动量的增量等于物体所受到的合外力的冲量各种落地缓冲动

5、作就是典型的动量定理的应用例子。由 动量定理可知，如果动量的变化量是一个常量，即冲量会值 也是一个常量。这是延长作用时间，就可以减少冲力的大小。 如落地动作，一般要求从前脚掌着地，迅速过渡到全脚掌， 同时屈膝伸踝，其目的就是延长与地面的作用时间，减少冲 力对人体的影响。又如接高速来球时，当手接球的同时曲肘 加收，顺势接球，可延长手与球的作用时间，从而减少球对 手的冲力作用。各种球类运动中的许多动作属于冲击性动 作，如排球中的发球、扣球；足球比赛中的踢球、顶球；乒 乓球、棒球、冰球、网球等的击球动作。根据比赛的技术。 战术要求，想要调整完成这些动作时的冲力大小、方向以及 作用时间，以使球获得不同

6、的动量。五，摩擦力在体育中的应用相互摩擦的两个物体，在接触面上发生的阻碍相对运动或阻碍相对运动趋势的力叫做摩擦力。摩擦力的大小跟压力 的大小和接触面的粗糙程度有关。任何物体在运动过程中都要受到摩擦力的作用，参入各 种运动的运动者和运动器械也会受到摩擦力的作用。举重 擦”白粉”在举重比赛中，运动员上场之前总要在手上擦 些”白粉”。这些”白粉”是镁粉，擦过之后，可增大手与 被握物的摩擦，减少运动中的失误。费尔普斯游泳穿”鲨鱼 衣”在游泳比赛中，运动员常穿特殊的游泳衣一"鲨鱼 衣”。穿这种游泳衣的目的是减小运动员与水之间的摩擦， 提高成绩。短跑穿钉鞋短跑运动员在短跑时要换穿短跑运动鞋，这种

7、鞋的底部安有小钉，运动员在高速奔跑时，小钉可以扎进跑道，有效地防止运动员打滑摔倒,增大了摩擦力。六，流体力学在体育运动的应用气体的流速越大，压强越小(伯努利方程：pl+pghl + ( p vln /2) =p2+pgh2+ ( p v2n /2),方程式中，p 是压强，p是液体密度，h是到参考面的高度，v是液体速 度。)。如果你经常看足球比赛的话，你会发现一个很有趣的现 象。当”人墙"挡在进攻队员的前面时，进攻方的队员，起 脚一记劲射，球绕过了”人墙”。从守门员的角度看上去， 足球或许高出横梁，或许飞出球门外。眼看要偏离球门飞出， 谁知道，在一瞬间，足球的运动轨迹突然发生改变，或似

8、电 梯急坠，或似圆月弯刀，足球在守门员的目瞪口呆中应声入 网。这就是颇为神奇的”香蕉球”。'香蕉球”是怎么产生的呢？其实这也是物理学在体 育中应用的经典实例。运动员踢”香蕉球”的时候，并不是 拔脚踢中足球的中心，而是稍稍偏向一侧，同时用脚背摩擦 足球，使球在空气中前进的同时还不断地旋转。这时，一方 面空气迎着球向后流动，另一方面，由于空气与球之间的摩 擦，球周围的空气又会被带着一起旋转。这样，球一侧空气 的流动速度加快，而另一侧空气的流动速度减慢。由于足球 两侧空气的流动速度不一样，它们对足球所产生的压强也不 一样，于是，足球在空气压力的作用下，被迫向空气流速大 的一侧转弯了。以上是我