亳州市風(fēng)華實(shí)驗(yàn)中學(xué) 安徽亳州 236800

體育運(yùn)動(dòng)主要指的是以身體練習(xí)為基本手段，不斷增強(qiáng)個(gè)人的體質(zhì)，促進(jìn)人全面發(fā)展及精神文明建設(shè)的社會(huì)活動(dòng)。體育運(yùn)動(dòng)與物理這門(mén)學(xué)科有著緊密的聯(lián)系，各項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)中均滲透了多種物理知識(shí)。如果我們能夠掌握并了解體育運(yùn)動(dòng)中的物理知識(shí)，那么我們就可以在今后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中更好地提高身體素質(zhì)及體育成績(jī)，并促進(jìn)體育運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)步發(fā)展。

1 慣性定理在體育運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)

慣性定理是高中物理中的重要內(nèi)容，屬于力學(xué)模塊的知識(shí)范圍。在體育運(yùn)動(dòng)中，很多的項(xiàng)目均涉及到慣性定理，合理運(yùn)用慣性定理可以提高比賽的成績(jī)[1]。比如，對(duì)于跳高運(yùn)動(dòng)員而言，其常常需要借助一段助跑，然后借助慣性促使身體抬高到可以越過(guò)跳高橫桿。在這個(gè)過(guò)程中，慣性作用為身體提供了動(dòng)力。在百米賽跑的時(shí)候，運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)后并不能停在終點(diǎn)線上，而是會(huì)繼續(xù)向前奔跑，在一段距離之后才能停下來(lái)，這也是因?yàn)閼T性的作用。鉛球運(yùn)動(dòng)員在旋轉(zhuǎn)將鉛球拋出后，身體依舊會(huì)按照投擲的方向運(yùn)動(dòng)一定的幅度。舉重運(yùn)動(dòng)員上舉杠鈴的時(shí)候，常常需要用很大的力氣來(lái)把握杠鈴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也就是將杠鈴從靜止的狀態(tài)進(jìn)入到運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)[2]。杠鈴一旦進(jìn)入到運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，就需要舉重運(yùn)動(dòng)員保證上舉杠鈴時(shí)動(dòng)作連貫，途中若出現(xiàn)停頓，那么不但不能完成舉重，還會(huì)導(dǎo)致比賽失敗，這主要因?yàn)槿松眢w某部分若受外力的作用，那么身體的其余部分將無(wú)法做出相應(yīng)的改變。

2 斜拋運(yùn)動(dòng)在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

向斜上方拋出物體的運(yùn)動(dòng)被稱(chēng)作斜拋運(yùn)動(dòng)，可分成朝水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)、朝豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，其中水平方向的斜拋運(yùn)動(dòng)通常被稱(chēng)作為射程，而豎直方向則通常稱(chēng)作為射高。

在高中物理學(xué)中，我們就做過(guò)一些關(guān)于斜拋運(yùn)動(dòng)的練習(xí)題：將一個(gè)物體以一定速率斜向上方拋出，若忽略空氣阻力，向上拋出的角度設(shè)為多大才可以使球飛出的距離最遠(yuǎn)？答案是45°。但是，這個(gè)結(jié)果也經(jīng)常會(huì)受到一些因素的影響，主要因?yàn)橥稊S鉛球的情況存在差異，鉛球投擲點(diǎn)也就是出手點(diǎn)并非在地面上，而是距離地面有一定的高度。因此，將一個(gè)鉛球分別以45°、40°的仰角投出后，球落回投擲點(diǎn)的同一水平面時(shí)，其水平距離以45°為大，但球落到地面的時(shí)候，水平距離則是40°的比較大。通過(guò)上述的分析可得出如下的結(jié)論：在進(jìn)行鉛球運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，想要讓鉛球獲得最大距離，鉛球出手仰角應(yīng)該小于45°。對(duì)于出手高度在1.7～2m，出手時(shí)鉛球速度為8m/s～14m/s的運(yùn)動(dòng)員而言，達(dá)到最遠(yuǎn)距離的出手仰角是38°～42°。

3 流體力學(xué)在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

在世界杯足球賽的賽場(chǎng)上，我們常常可以看到發(fā)球運(yùn)動(dòng)員站在罰球線上，對(duì)方的防守隊(duì)員在前方組成人墻以阻斷球直線前行的道路[3]。但是人墻并不能擋住球的運(yùn)動(dòng)，發(fā)球運(yùn)動(dòng)員常常是一腳抽射，足球常會(huì)從人墻的一側(cè)沿弧線朝球門(mén)飛去，進(jìn)入到防守的死角位置，這樣的球常常會(huì)讓守門(mén)員感到猝不及防，這樣的點(diǎn)球技術(shù)就是人們常說(shuō)的“香蕉球”。香蕉球也涉及到了物理知識(shí)，我們要分析球弧線飛行的原理。球之所以能弧線飛行的原因?yàn)榱P球運(yùn)動(dòng)員在踢球的時(shí)候，腳并不是對(duì)著球正中心位置，而是置于球重心稍偏部位。在用腳發(fā)球的過(guò)程，運(yùn)動(dòng)員通過(guò)足背給球提供一定摩擦力，這樣就可以讓足球在前進(jìn)過(guò)程中旋轉(zhuǎn)，在飛行過(guò)程旋轉(zhuǎn)的足球與空氣發(fā)生摩擦，進(jìn)而讓周?chē)諝庖惨煌苡绊?，使得足球兩?cè)空氣發(fā)生變化，并表現(xiàn)為一快一慢，而兩側(cè)不同空氣流速下的壓強(qiáng)差給予了足球一個(gè)內(nèi)向力，最終使足球朝弧形軌跡出發(fā)?？偨Y(jié)即為：氣體的流速若越大，壓強(qiáng)也就越小。足球在飛行的過(guò)程中，直線飛行是兩側(cè)空氣流速相同，若球兩側(cè)流速并不相同則球會(huì)朝壓強(qiáng)小的一側(cè)偏離，這樣就使得球的飛行線路呈弧線。

4 摩擦力知識(shí)在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

相互摩擦的兩物體，其接觸面上出現(xiàn)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力就被稱(chēng)為摩擦力。影響摩擦力大小的因素主要包括施加壓力的大小、接觸面粗糙程度等，因此學(xué)生在進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)時(shí)就可以提高摩擦力，從而提高自己的體育成績(jī)。物體在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，均會(huì)受摩擦力作用。在進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，很多運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)都會(huì)受到摩擦力的影響，如單杠運(yùn)動(dòng)、短跑運(yùn)動(dòng)等[4]。比如在舉重運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員常常會(huì)在手上擦上白粉，這些白粉實(shí)際上為鎂粉，手在擦過(guò)鎂粉后會(huì)增加手同被握物體的摩擦力，這樣可減少運(yùn)動(dòng)過(guò)程的失誤。再比如在游泳比賽中，運(yùn)動(dòng)員常常穿戴緊身的泳衣并戴泳帽。泳衣與泳帽的目的主要是減少運(yùn)動(dòng)員同水之間的摩擦，提高運(yùn)動(dòng)員前進(jìn)的速度。短跑運(yùn)動(dòng)員在跑步的時(shí)候常常會(huì)換上專(zhuān)門(mén)的短跑運(yùn)動(dòng)鞋，這種鞋的底部常常安裝了防滑釘，這使得運(yùn)動(dòng)員在高速奔跑的時(shí)候，小釘可以扎入到跑道中，這樣可以防止運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)打滑摔倒的情況。拔河比賽中也涉及到摩擦力的知識(shí)。拔河比賽并不是比拼哪一隊(duì)的力氣大，而是考驗(yàn)運(yùn)動(dòng)員的技巧及對(duì)摩擦力的合理運(yùn)用。通過(guò)受力分析，哪一方受的拉力比地面最大靜摩擦力小，哪一方就不會(huì)被拉動(dòng)，反之則會(huì)被拉動(dòng)前進(jìn)。所以拔河比賽中勝利的關(guān)鍵在于增大同地面的摩擦力。而通過(guò)物理學(xué)習(xí)我們都知道，靜摩擦力同摩擦系數(shù)和對(duì)接觸面的壓力成正比，拔河雙方的運(yùn)動(dòng)員均要增大自己這邊的摩擦系數(shù)以及對(duì)地面的壓力，在雙方總體重大致相同的情況下，若想增大摩擦系數(shù)，則運(yùn)動(dòng)員可以穿上鞋底花紋較深的鞋子或者保持傾斜的姿勢(shì)。

5 圓周運(yùn)動(dòng)在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

在體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，涉及圓周運(yùn)動(dòng)的項(xiàng)目為鏈球[5]。以圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其速度方向會(huì)沿著圓周切線的方向而不斷發(fā)生著變化，所以物體存在向心加速度，加速度的大小可用公式a=v2/r來(lái)表示，方向均指向圓心的位置。物體受到外力的作用，外力方向常指向圓心，大小用公式F=ma=mv2/r來(lái)表示，這個(gè)力通常被稱(chēng)作向心力。物體進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)的必要條件是需要受到一個(gè)同速度且方向相垂直的外力，促使物體運(yùn)動(dòng)的方向發(fā)生改變。而如果作用力同速度的方向保持平行，則這個(gè)力僅會(huì)改變速度大小，不會(huì)改變速度方向。人體帶動(dòng)鏈球進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，手臂能夠通過(guò)球施加向心力使球運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，進(jìn)而讓球進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)，而手放開(kāi)的時(shí)候鏈球受的合力也變成零，這樣由于慣性球?qū)⒊芯€的方向飛出。

6 牛頓第三定律在體育中的應(yīng)用

牛頓第三定理主要表明力與物體間的作用是相互的，運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行走跑跳等動(dòng)作的時(shí)候，人體獲得的動(dòng)力主要是人蹬地的過(guò)程，地面可給予人體反向的作用力。因此為了獲得較大反作用力，所以運(yùn)動(dòng)員必須加大蹬地力度，以創(chuàng)造良好的運(yùn)動(dòng)條件。

7 結(jié)語(yǔ)

每一種體育運(yùn)動(dòng)中都包含了豐富的物理知識(shí)，只要我們認(rèn)真觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的奧秘，可幫助我們更好的吸收與鞏固物理知識(shí)，同時(shí)幫助我們提高體育成績(jī)。