运动场上的化学

关于运动场上的化学教学目标了解运动赛场上所蕴涵的化学知识；复习所学相关化学物质的物理性质、化学性质；感受化学与运动的密切关系；通过了解兴奋剂的化学组成成分及对人体的危害，树立正确的比赛观，理解奥林匹克精神；第2页,共40页，星期六，2024年，5月教学重点、难点了解运动赛场上所蕴涵的化学知识；相关化学物质的物理性质、化学性质；感受化学与运动的密切关系；了解兴奋剂的化学组成成分及对人体的危害。第3页,共40页，星期六，2024年，5月火炬奥运会主会场上，熊熊燃烧的火炬象征着奥林匹克精神。火炬的燃料是液化丁烷气（C4H10）。液态丁烷易挥发、易燃，其火焰风吹不灭、雨淋不熄。第4页,共40页，星期六，2024年，5月赛场上，发令裁判员一声枪响，运动员勇往直前。枪响后，我们会看到发令枪中产生了大量白烟，这是什么原因呢？这是因为发令枪中所用的“火药纸弹”中含有红磷和氯酸钾。扣动扳机时，发生了化学反应，生成了五氧化二磷（P2O5）白色固体微粒，而成白烟状。发令枪第5页,共40页，星期六，2024年，5月★足球场上，足球运动员来回奔跑，而绿茵茵的草皮却安然无恙，这是什么草呢？这是用化学纤维（聚酯纤维、聚丙烯纤维）制成的人工草皮，具有耐磨、耐化学腐蚀等优点。第6页,共40页，星期六，2024年，5月

高尔夫练习场

第7页,共40页，星期六，2024年，5月人造草的特性

全天候性：完全不受气候的影响，大大提高了场地的使用效率，并且能在高寒、高温等极端气候地区使用。常绿性：天然草进入休眠期后，人造草依然能带给您春天的感受。环保性：全场材质均符合环保要求，人工草坪面层可回收再利用。仿真性：人造草是采用了仿生学原理生产，草坪的无方向性、硬度让使用者在活动时与天然草上无大差异，弹性良好，脚感舒适。耐用性：经久耐用、不易褪色，特别适用于使用频率较高的中小学场地。经济性：一般可保证五年以上的使用寿命。免维护性：基本上没有维护费用发生。施工简便：可在沥青、水泥、硬沙场地进行铺设。第8页,共40页，星期六，2024年，5月塑胶场地——聚氨脂塑胶材质特性全天候性：任何季节及温差、皆维持高水准的品质，而雨后更能立即使用，增加利用时间，提高场地使用率；弹性：具有适度的弹性及反弹力，可减少体力的消耗冲击吸收性：适度吸收脚部冲击力，较少运动伤害，长期练习及比赛均适宜；耐候性：不会因紫外线、臭氧、风雨及亚硫酸、瓦斯的污染而褪色、粉化或软化，并能长期保持其鲜艳的色彩；耐磨性：耐磨耗性小，能满足各级学校长时间，高使用频率之需要；耐压缩性：不会因为器材的重压而无法恢复原形；抗刺性：即使在受力最大，使用最频繁的百米起跑点，都不会受到钉鞋或起跑架的破坏；耐冲击性：具有强韧的弹性层及缓冲层，可吸收强劲的冲击，表面不会受损；平坦性：施工时使用流动材质，表面平坦，能符合特别要求平坦的比赛场地；接著性：特殊施工处理，在混凝土、沥青混凝土、木材的基础上接著性都非常好，可压制水份上升，无起泡、剥离的现象；安全性：可防止跌倒所发生的运动伤害，可以使您尽情享受运动的乐趣；经济性：维护方便，节省管理费用；美观性：表面颜色柔和，颗粒状表层，防止刺眼光线的反射，美观耐久。第9页,共40页，星期六，2024年，5月塑胶场地——使用范围

跑道、室内外网球、排球、篮球、手球、羽毛球等场地屋顶运动场学校、庭院、幼稚园、公园游戏区域的防滑地板等。

第10页,共40页，星期六，2024年，5月★举重运动员及有些项目的体操运动员比赛前都要先用一种“白粉”擦手，这是什么粉？这种白粉是碳酸镁（MgCO3）粉。具有什么作用呢？它具有良好的吸湿性，可以增大手与器械间的磨擦系数，保障运动员比赛时，手不打滑并起保护作用。第11页,共40页，星期六，2024年，5月撑竿——是什么做的呢？这是用玻璃纤维作“筋骨”，用合成树脂作“肌肉”，将它们融为一体而制成的俗名叫玻璃钢的材料做成的玻璃钢撑竿。这种玻璃钢撑竿具有质量经、弹性好、抗拉强度大等优点，使运动员用起来得心应手。第12页,共40页，星期六，2024年，5月游泳池里碧蓝的池水游泳场馆内，游泳池里碧蓝的池水如大海中的海水一般，清澈透明，这是什么原因呢？这是在池内加入了少量硫酸铜（CuSO4），硫酸铜溶于水后形成了水合铜离子而呈现蓝色。硫酸铜还具有杀菌消毒的作用，可以杀灭游泳池里的细菌，使游泳运动员免遭细菌的感染，保障游泳运动员的身体健康。第13页,共40页，星期六，2024年，5月

泳池工艺流程图

泳池水从主回水器经主回水管，在重力和循环泵的压力（吸力）下通过循环水处理设备进行过滤、加热、消毒等处理，最后重新回到泳池。第14页,共40页，星期六，2024年，5月沙池——是什么？

跳远场上，跳远运动员奋力跳下“沙池”，而身上却不会沾上沙土，这是什么沙池？其实沙池里填满的并非沙子，而是细颗粒的橡胶泥，它具有疏松、柔软的效果，保障运动员肌肤不会受到损伤。

第15页,共40页，星期六，2024年，5月医生喷洒的药剂是一种叫氯乙烷（C2H5Cl）的无色液体。氯乙烷极易挥发（沸点13.1℃）。当它喷洒在受伤部位时，由于迅速挥发吸收了皮肤表面及周围的热量，使受伤部位温度骤然下降，而使伤员知觉减退，同时起到镇痛和局部麻醉的作用。比赛结束后，受伤队员还须经医生进一步检查，必要时还要给予治疗。有的足球运动员在激烈的竞争中不幸受伤，医生在其受伤部位喷洒一些药剂。片刻后，运动员又继续参加比赛。是什么灵丹妙药使运动员的伤好得这么快？第16页,共40页，星期六，2024年，5月游泳衣：跳水、游泳运动员穿的游泳衣是超细的尼龙纤维和聚酯纤维织成的布做成的。这种布做成的游泳衣，具有高弹性，不易吸水，质轻，透气性能好等优点，使运动员游得更快。冲浪运动的帆板：是用泡沫塑料压制成的。第17页,共40页，星期六，2024年，5月兴奋剂什么叫做“使用兴奋剂”？

被国际奥委会认可的“使用兴奋剂”的定义为：“给予参加比赛的运动员使用任何体外异物，或任何异常剂量的或通过任何异常途径摄入体内的生理物质。其唯一的目的在于以人为的不正当手段提高竞赛中的运动成绩。”

第18页,共40页，星期六，2024年，5月运动员为什么要使用兴奋剂？在所有的比赛场上，运动员使用兴奋剂都是出于本质上相同的原因，即希望靠兴奋剂来夺取比赛的胜利。现代竞技体育建立在进取、拓展和成就的理想之上。体育是一个可以测量和比赛人类所能达到的能力的舞台。奥林匹克理想把人类在体育运动中崇尚进取的愿望集中表述为“更快、更高、更强”。然而，在科学技术高速发展、训练水平和运动成绩突飞猛进的今天，要夺取体育比赛的胜利已经越来越难。

第19页,共40页，星期六，2024年，5月为什么要禁止使用兴奋剂？使用兴奋剂有害健康

科学研究证明，使用兴奋剂会对人的身心健康产生许多直接的危害。使用不同种类和不同剂量的禁用药物，对人体的损害程度也不相同。一般说来，使用兴奋剂的主要危害如下：

出现严重的性格变化产生药物依赖性导致细胞和器官功能异常产生过敏反应，损害免疫力引起各种感染（如肝炎和艾滋病）

第20页,共40页，星期六，2024年，5月使用兴奋剂是不道德的运动员使用兴奋剂是一种欺骗行为。因为，使用非法药物与方法会让使用者在比赛中获得优势，这种违法行为不符合诚实和公平竞争的体育道德。

现代体育运动最强调公平竞争的原则。公平竞争意味着“干净的比赛”、正当的方法和光明磊落的行为。使用兴奋剂既违反体育法规，又有悖于基本的体育道德。使用兴奋剂使体育比赛变得不公平，运动员们不再处于平等的同一起点。第21页,共40页，星期六，2024年，5月兴奋剂检查包括哪些程序？

所有的兴奋剂检查都必须按照国际奥委会或国家体育管理机构事先规定的程序进行。以下简要介绍一些最重要的检查程序：

兴奋剂检查只可以由已获得资格的兴奋剂检查官员（最少两人）进行。检查设备包括盛尿的量杯、玻璃瓶、封口设备、检查记录单以及检测尿样pH值和尿比重的条带等。

1)接受检查的运动员被按照事先定好的抽查原则叫入检查室。2)运动员自己挑选一个盛尿的量杯，当着一名同性检查官员的面留取尿样（至少75ml），取尿时不得有其他运动员在场。

3)运动员自己从几套未使用过的A、B瓶中挑选一套，先将尿样倒入A瓶（至少50ml）,然后再倒入B瓶（至少25ml）。经检查官员检测，如果尿比重低于1.010或pH值不在5～7之间，运动员则必须重新留取另一份尿样。4)运动员自己挑选两个显示A和B的号码牌并分别贴在尿样瓶上，盖紧并密封瓶子后，将瓶子放进能插入印有号码的防拆安全卡的包装盒里。5)运动员如果在最近三天内服用过什么药物、维生素或健康补剂，必须如实登记在检查记录单上，并亲笔签字。如果运动员或其陪同认为检查未按规定程序执行，应把自己的看法和说明写在检查记录单上。6)采集到的尿样必须由指定的监护运送人签单验收，并按照规定程序尽快送到指定的检测实验室。当尿样到达实验室后，必须在兴奋剂检查官员的监督下，按照严格的步骤检查有无偷换和破损并签收据，然后才能送交检测。第22页,共40页，星期六，2024年，5月国际奥委会《禁用物质种类与禁用方法》名单，也就是通常所说的禁用兴奋剂名单包括以下三个组成部分：（1）

禁用物质种类；（2）禁止使用的方法；（3）受一定限制的药物。

第23页,共40页，星期六，2024年，5月禁用物质种类

禁用物质共分为五大类，每类都列有举例名单，并且名单的最后写明“……及相关物质”。刺激剂

首先是作用于中枢神经系统的刺激剂，如苯丙胺和可卡因等。这类药物的主要作用，是靠抑制身体的自然警报系统和减轻"过度用力"引起的疼痛感来增强自信心和进取心，增强耐力和力量。其他作用还包括增加心律、血压和能量代谢。

另一类刺激剂主要作用于心血管和呼吸系统，如肾上腺素、麻黄素和咖啡因。其作用是增加心律、血压和肌肉血流量，扩张呼吸道、增加肺通气量。

使用刺激剂带来的副作用是心悸、呼吸急促、口干和出现泌尿系统问题。如果在进行高强度运动时服用大剂量的刺激剂，可导致呼吸和循环衰竭，甚至引起心脏衰竭而造成死亡。对中枢神经系统的危害引起的副作用包括焦虑烦躁、神经紧张、易怒和失眠。有些刺激剂还会引起性格改变，使人表现出攻击性和暴力行为，或出现注意力难以集中、阅读困难等现象，有时还会引发妄想症和精神病。应特别指出的是，使用可卡因和苯丙胺还会成瘾，常常导致犯罪。第24页,共40页，星期六，2024年，5月2.麻醉剂

常见的麻醉剂有吗啡、乙基吗啡、度冷丁和可待因等。这类药物主要是通过直接作用于中枢神经系统而抑制疼痛的产生。有些这类药物也有刺激作用，其他一些则有镇静或抑制作用。运动员使用麻醉剂会成瘾，引起严重的性格改变。其他副作用包括使人变得冷漠、神思恍惚，出现恶心和低血压等。超剂量服用麻醉剂可造成生命危险，滥用麻醉剂者容易卷入暴力行动和犯罪活动。第25页,共40页，星期六，2024年，5月3.蛋白同化制剂（合成类固醇）

所有的合成雄性激素类固醇都有与睾酮相似的化学结构。这类药物除具有增加肌肉块头和力量，并在主动或被动减体重时保持肌肉体积的作用外，还具有雄激素的作用。

此外，还可加快训练后的恢复，有助于增加训练强度和时间。但是，如果不同时进行系统的力量训练，服用这类药物就没有增长肌肉的作用。

第26页,共40页，星期六，2024年，5月合成雄性激素类固醇具有许多危险和严重的副作用，主要包括：导致心理与行为异常大剂量服用常会出现发怒、暴力倾向等躁狂症行为，以及神经系统障碍和失眠。少数人会出现幻觉，许多人患妄想狂和精神病。滥用此类药物者性格变化极大。停药综合症

滥用药物者停止用药几天或几星期后，即可出现停药综合症。

心理方面的停药症状包括各种精神和心理障碍，如神经质、焦虑不安、感觉不适、嗜睡、注意力不集中、性欲减退、沮丧、自杀意念，甚至出现自杀行为。在此阶段，运动员很容易成为其他成瘾药物的依赖者。

身体方面的停药症状包括自感浑身无力、工作和训练能力下降、睾丸萎缩和阳痿，通常肌肉和关节还会出现不适或疼痛。

第27页,共40页，星期六，2024年，5月对身体的有害作用

如果是女运动员使用合成雄性激素类固醇，则会因改变了体内的激素平衡而出现一系列的身体变化，例如：面部汗毛和体毛增生、痤疮、嗓音低沉、脱发、乳房扁平、阴蒂肥大和月经不调。如果儿童或青少年运动员服用了这类药物，则会使身高停止增长。这类药物对男运动员的危害包括丘疹、前列腺增生、睾丸疼痛、精液过少、秃顶、乳房女性化以及因内源性睾丸激素产生不足而导致阳痿。长期服用合成雄性激素类固醇会增加患心血管病的危险，还可引起严重的肝、肾损害和肝癌。此外，还容易造成肌腱损伤。

第28页,共40页，星期六，2024年，5月4.利尿剂在那些按体重分级别进行比赛的项目中，运动员称量体重前使用利尿剂快速减体重，或在兴奋剂检查时利用它冲淡尿液以遮蔽尿中的违禁物质。大剂量和长期使用利尿剂可使尿中的盐和电解质过度流失，破坏体内的电解质平衡。因体液流失而导致大幅度减体重，会引起腹部和小腿肌肉痉挛。更为严重的是，还有可能因导致心律不齐或心脏衰竭而危及生命。据国外报道，国际健美比赛中已有一些运动员因大剂量使用利尿剂而死亡。第29页,共40页，星期六，2024年，5月5.肽和糖蛋白激素及类似物（1）绒毛膜促性腺激素（hCG）被用于刺激睾丸中睾丸激素的形成。

（2）促肾上腺皮质激素(ACTH)

具有刺激肾上腺皮质的作用，可使其产生更多的皮质醇。皮质醇及合成类似物可减轻肌腱和关节的炎症，具有止痛和消炎的作用。

（3）人体生长激素（hGH）具有合成代谢作用，可增长肌肉块头。还能促进人在儿童期和青少年期骨的生长，并加强肌腱和增大内部器官。肽激素（hCG和hGH）几年前才由人和动物（猴、牛）的生物物质（尿、垂体）制成，具有传染病的危险。使用人体生长激素将会带来感染致命疾病（如艾滋病）的高度风险，迄今已有因使用生长激素而感染脑病毒致死的记载。过量使用生长激素可降低胰岛素敏感度，引起不耐葡萄糖。据国外报道，80%的生长激素使用者患了糖尿病，需要胰岛素治疗。其他副作用包括月经紊乱、性欲减退和阳痿等。

（4）红细胞生成素（EPO）红细胞生成素是人体肾脏中可自然产生的一种激素，具有促进红细胞增生及维持血中红细胞数稳定的作用。运动员滥用EPO严重威胁自身健康，由于额外增加了血液中的红细胞数量比，可使血流明显减慢，引发高血压、脑病发作，造成组织缺氧、凝血加快，会导致静脉血拴、肺拴塞、肌肉感染或中风。英国曾报道，有19名荷兰和丹麦自行车运动员死于使用EPO。

第30页,共40页，星期六，2024年，5月禁止使用的方法分为两类：1.血液兴奋剂

研究表明，比赛前几天通过输血增高红细胞水平，可在一定程度上提高长时间耐久力项目的运动成绩。

使用血液兴奋剂有两种途径，一是自身血液回输，另一种方法是异体输血。无论采用哪种输血方法，都有难以避免的损害健康的危险。

输血使人体内的血量突然增加，会引起血压升高，加重心脏负担，造成超负荷，出现心力衰竭或代谢性休克。如果输入他人的血，则会出现过敏反应或因血型不合引起急性溶血反应，以及带来感染病毒性肝炎和艾滋病的危险。

第31页,共40页，星期六，2024年，5月2.药物的、化学的和物理的篡改方法

非法使用兴奋剂的运动员总是千方百计地寻找和关注一些新的药物和方法，也就是一些具有遮蔽作用、能改变尿样的完整性和确实性，使原本应为阳性的尿检结果改变为阴性的物质和方法。例如：导尿、替换尿样，或使用丙磺舒及其相关化合物来抑制肾脏的分泌，以及使用表睾或布罗曼坦来改变睾酮和表睾的测量值等篡改尿样的方法。

国际奥委会规定：无论使用禁用物质或方法成功还是失败，只要是使用了或企图使用上述的禁用物质或方法，就是不折不扣的违禁行为。第32页,共40页，星期六，2024年，5月受一定限制的药物共分为五类：1.乙醇

乙醇不正式禁用，但在某些项目的比赛中可能会进行乙醇检查，其结果可能导致制裁。2.大麻

大麻不正式禁用，但在国际单项体育联合会和有关负责当局同意的情况下，可进行检查，其结果可能导致制裁。由于大麻属于一种毒品，其危害是显而易见的。3.局部麻醉剂在某些规定的情况下允许使用注射用局部麻醉剂。由于有止痛作用，所以有时会掩盖伤情，结果耽误了治疗，反而加重了运动损伤。

4.皮质类固醇除某些特殊情况外，一般禁止使用。通常用于消除关节、肌腱和肌肉的炎症，也有止痛作用。

第33页,共40页，星期六，2024年，5月5.b-阻断剂

在国际单项体育联合会和有关负责当局同意的情况下，可进行检查，其结果可能导致制裁。这类药物可降低心律，使肌肉放松，减轻比赛前的紧张和焦虑，有时还用于帮助休息和睡眠。其副作用是可能导致突发性支气管痉挛，引起中枢神经系统的抑郁症状，或导致男子性功能异常（如阳痿）。第34页,共40页，星期六，2024年，5月感冒药与兴奋剂感冒对运动员来说是最普通的疾病，但又是在大型比赛期间发生率最高的疾病。因此，运动员服用感冒药的机会较多，而感冒药中含有兴奋剂成份，随便使用禁用药物的后果不堪设想，必须十分注意。第35页,共40页，星期六，2024年，5月一、感冒药中的兴奋剂成份：

感冒时从医生或药店那儿得来的感冒药中一般含有的兴奋剂成份是麻黄碱类和咖啡碱类。作为止咳成分的可待因在