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体育与物理

体育与物理

山东省微山县西平一中 董辉 张春梅
 


  大家都喜爱体育活动,通过体育锻炼能提高身体素质。然而,在我们进行体育活动时,不知你有没有想过,在体育活动中也包含许多物理知识呢!

 

  一、排球中的物理知识

 

  排球运动员在救球时,有时顺势来一个滚翻。摔跟头这个动作中包括了下面的物理知识。首先,人在倒地的一瞬间,触地速度是很大的,触地后竖直方向速度为零。由动量定理mv=Ft可知,冲力作用的时间t的长短,影响力F的大小。时间越短,力F越大,对地面的冲撞就越厉害,救球时来个翻滚,可延长与地面的接触时间,减小与地面的冲击力。其次,加大了与地面的接触面积,分散了受力的部位,减小对人体的损伤。再次,进行一个翻滚之后,运动员很容易在短时间内站立起来,及时恢复原来的平衡姿势。

 

  二、拔河中的物理知识

 

  在拔河比赛中,许多人会认为:哪队的力气大哪个队就能赢。实际上,这个问题并不那么简单。根据牛顿第三定律(即当物体甲给物体乙一个作用力时,物体乙必然同时给物体甲一个反作用力,作用力与反作用力大小相等,方向相反,且在同一直线上),对于拔河的两个队,甲对乙施加了多大拉力,乙对甲也同时产生一样大小的拉力。可见,双方之间的拉力并不是决定胜负的因素。对拔河的两队分别进行受力分析就可以知道,只要所受的拉力小于地面的最大静摩擦力,就不会被拉动。因此,增大与地面的摩擦力就成了胜负的关键。根据摩擦力的大小与接触面的动摩擦因数成正比,与接触面的压力成正比。所以队员先要穿上有凹凸花纹的鞋子,能够增大摩擦系数,是摩擦力增大;还有就是队员的体重越重,对地面的压力越大,摩擦力也会大。大人和小孩拔河时,大人与小孩受到的拉力相等,而大人获胜,关键就是由于大人的体重比小孩大。另外,在拔河比赛时,胜负在很大程度上还取决于人们的技巧。比如,脚使劲蹬地,在短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力。再如,人向后仰,借助对方的拉力来增大对地面的压力,等等。其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力,以夺取比赛的胜利。

 

  三、乒乓球中的物理知识

 

  在打乒乓球时,高抛发球的作用有两个方面:一是迷惑对方,分散其注意力,使对方只注意球的上抛而忽略了擦击球的瞬间动作,造成判断失误而击出高球或下网;二是加快了触球瞬间的球速,使发出的球快速并强烈旋转。将球竖直上抛,球抛得越高,球下落后速度就越大,击出的球速度也越大。加上运动员用球拍的技巧,手腕上的动作造成的旋转与不旋转,就容易造成对方判断失误。

 

  四、荡秋千中的物理知识

 

  您喜欢荡秋千吗?会荡秋千的人不用别人帮忙推,就能越摆越高,而不会荡秋千的人则始终也摆不起来。这是什么原因呢?会荡秋千的人从高处摆下来的时候,总是从直立到蹲下,而从最低点向上摆时身子又从蹲下到直立起来。由于从蹲下到直立时,人的重心升高,无形中就对自己做了功,增大了重力势能,因而每摆一次,秋千都使荡秋千的人自身能量增加了一些。如此循环往复,总能量越积越多,秋千就摆得越来越高了。

 

  五、跳高中的物理知识

 

  跳高运动员在跳高前先用脚乡向下蹬地面,脚对地面施加了一个向下的作用力,而力的作用是相互的,在这同时,地面也给人一个向上的作用力,因而运动员能够向前跃起。运动员在向上运动的过程中,受到的重力竖直向下,与速度的方向相反,因而速度减小;而运动员在下降的过程中,重力方向与速度方向相同,因而速度增大。跳高运动员的下方铺一层海绵垫,是因为海绵能随力的作用而改变形状。运动员落在海绵上,使海绵变形,把接触部分包裹起来,实际上增大了受力面积,减小了骨头所受的压强,起到保护和缓冲作用。
 
 

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