第33屆夏季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)上，中國(guó)跳水“夢(mèng)之隊(duì)”再創(chuàng)佳績(jī)，首次包攬奧運(yùn)8金。那么，你知道跳水運(yùn)動(dòng)員上演的“水花消失術(shù)”背后的物理學(xué)原理嗎？神舟五號(hào)載人飛船升空過(guò)程中，航天員楊利偉遭遇的26秒驚魂時(shí)刻又與其有什么關(guān)系？

水花何處來(lái)？

在水池上方，讓石子以同一高度自由落下，個(gè)頭（質(zhì)量）越大的石子，濺起的水花越大；讓同一塊石子從不同起落點(diǎn)落下，起落點(diǎn)越高，石子濺起的水花越大。

為什么？這是因?yàn)樗ㄓ墒幼矒羲娈a(chǎn)生的振動(dòng)引起，石子起落點(diǎn)與水面的高度差越大，其勢(shì)能越大，與水面撞擊時(shí)轉(zhuǎn)化的動(dòng)能也越大，由此產(chǎn)生的水花和水聲也越大。

若將木棒從相同起落點(diǎn)、以不同角度墜入水中，你會(huì)發(fā)現(xiàn)：木棒垂直入水時(shí)，濺起的水花最小，但潛入水下最深；水平入水時(shí)，濺起的水花最大，但潛入水下最淺；傾斜入水時(shí)的情況介于上述兩種情況之間。

這又是為什么？這是因?yàn)槟景魤嬄錇R起的水花大小，除了與其攜帶的能量有關(guān)，還與其入水時(shí)與水面的接觸面積有關(guān)。

還有哪些因素影響水花大??？

可是，問(wèn)題來(lái)了：跳水比賽中，兩位體重差不多的運(yùn)動(dòng)員，都從10米跳臺(tái)跳下，且采取相同的空中動(dòng)作，為什么入水時(shí)濺起的水花還會(huì)有差異？

如果觀察仔細(xì)你會(huì)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員從高臺(tái)跳下，產(chǎn)生的水花是有層次的：首先是運(yùn)動(dòng)員與水面撞擊產(chǎn)生的水花；其次是運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)帶入的空氣，被水的反作用力推出水面產(chǎn)生的水花；最后是由流速差產(chǎn)生的力激發(fā)的水花。

根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利原理，流速快的地方壓強(qiáng)小，運(yùn)動(dòng)員入水速度越快，其與周圍的水流之間的壓強(qiáng)差就越大，周圍水流涌向運(yùn)動(dòng)員入水通道的力度也越大，將其中的水連同形成的氣泡擠出水面，形成的水花當(dāng)然也就越大。

顯然，要想減小水花，必須有效控制上述3個(gè)層面的水花。那么，跳水運(yùn)動(dòng)員是如何做到這些的呢？

練就“水花消失術(shù)”的三大秘籍

秘籍一

垂直入水

保持入水時(shí)與水面的接觸面積最小。這樣，由于接觸面積最小，水面吸收的動(dòng)能也最小，產(chǎn)生的水花自然就小了。

秘籍二

翻掌入水

游泳運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)，雙手會(huì)合并成楔形，這樣阻力小，可以更有效地利用身體攜帶的動(dòng)能。但對(duì)于跳水運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，為了降低入水速度，運(yùn)動(dòng)員需要增大入水阻力，降低其與周圍的水流之間的壓強(qiáng)差，減小水花。

秘籍三

拐彎“揉”水

入水后，要迅速打開(kāi)手掌，向四周推動(dòng)水流，這樣不僅可以把帶進(jìn)來(lái)的大氣泡“切碎”，還可以“切碎”不同階段中產(chǎn)生的小氣泡，減少2次甚至3次水花的生成。

水面受到?jīng)_擊產(chǎn)生的振動(dòng)，不僅可以形成我們看得見(jiàn)的水花，還會(huì)讓我們聽(tīng)到水聲。所以，所謂“水花消失術(shù)”，其實(shí)也可以理解為“水聲消失術(shù)”。

溫馨提示：參加游泳和跳水等水上運(yùn)動(dòng)，都要經(jīng)過(guò)專業(yè)訓(xùn)練，小朋友們請(qǐng)勿模仿。

需要注意的是，振動(dòng)不僅可以在水中產(chǎn)生，也可以在其他任何物體中產(chǎn)生。這些物體的振動(dòng)，有些我們能聽(tīng)見(jiàn)，有些雖然聽(tīng)不見(jiàn)但身體能夠感受到它的存在。例如，在神舟五號(hào)載人飛船升空過(guò)程中，楊利偉就遭遇了這樣的物體振動(dòng)，這又是怎么一回事呢？

上面我們討論的兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)在水里發(fā)生，一個(gè)在天上發(fā)生。但它們有一個(gè)共同點(diǎn)：都是由物體的振動(dòng)引起的，而所有的振動(dòng)都是源于能量的轉(zhuǎn)移和變化。

搞懂了上述原理，我們是不是就能輕松“拿捏”水花了呢？

顯然不是，懂得道理與熟練掌握之間，仍然存在巨大的鴻溝。除了天分外，跳水運(yùn)動(dòng)員們要在多年如一日的訓(xùn)練中，在每一個(gè)環(huán)節(jié)苦練，才能成就超出常人的“水花消失術(shù)”。

物理，不僅僅是公式和定理，更是一扇通往未知世界的大門(mén)，生活中處處有物理，希望每一位青少年都在其中學(xué)會(huì)探索和創(chuàng)新。

（責(zé)任編輯 / 王佳璇 美術(shù)編輯 / 周游）