冰壶运动三问

冰壶运动三问
作者：侯佳
来源：《中学科技》2015年第01期
冰壶运动起源于古老的苏格兰，是英国四大贵族运动之一。

1924年，它以表演项目的形式在冬奥会上亮相，从1998年开始成为冬奥会正式比赛项目。

但对于多数中国人来说，冰壶还是一项陌生的运动，直到温哥华冬奥会上，中国女子冰壶队的出色表现得到国内媒体的热捧，人们才开始关注冰壶运动。

不过，独特的冰壶比赛确实让很多人看得一头雾水，到底该如何欣赏这一运动呢？
初次欣赏冰壶比赛时，人们都免不了对冰壶的造型感到疑惑。

冰壶由花岗岩制成，极为坚硬，表面圆滑呈圆壶形，其上表面和下表面均为凹面。

在冰壶顶部通常有塑料环形把手，靠一个从冰壶石中部通向另一端上的销槽来固定。

冰壶周身有颜色深浅不同的环带，其中一圈颜色较浅的小环带，被称为击打面。

在制造过程中，整个冰壶石要高度打磨，唯独该处表面光泽较暗，以便在撞击中既有较大的接触面，又保证冰壶石不碎。

比赛用的冰壶底部是弯曲且中空的凹陷面，其与冰面的接触面只是一个直径为12.5厘米的环状薄面，宽度仅3～5毫米。

别小看冰壶，它可是价值不菲，国际大赛使用的一套优质冰壶价格高达十几万元，再加上其他装备，冰壶比赛装备的花费就需近20万元，所以冰壶运动也被称作贵族运动。

一个标准的冰壶比赛场地长44.5米，宽4.32米，场地两端各有两个由4个半径分别为0.15米、0.61米、1.22米以及1.83米的同心圆组成的图形，其圆心为中心点，外面的两圆之间涂成蓝色，里面的两圆之间涂成红色。

冰壶赛道与我们平时看到的短道速滑或者花样滑冰赛场的冰面有天壤之别，虽然都是凝结成一整块冰，但冰壶赛场的冰面更像是一个巨大的“三明治”。

浇筑的过程至少分三层，底层为初冰层，由普通的自来水浇筑而成，但是对冰面的硬度要求很高。

初冰层做好之后要在上面刷白色的颜料，所以冰场会呈现乳白色。

待白色的颜料涂刷完毕，还需要用红、蓝等色的颜料画赛道，最后用纯水浇筑上层冰面。

上层冰面必须由纯净水制作，厚度达2厘米。

最后，比赛前制冰师会用喷洒器向冰面均匀地喷洒水珠，以使冰面行程带有露珠状突起的小冰粒。

冰壶比赛的鞋子也十分特别，表面看跟普通鞋无异，实际上奥秘就在鞋底。

鞋底上前后有两个大圆盘，而且左右脚还不一样，一只鞋底是橡胶制成的，摩擦力大，利于抓住冰面；另一只要确保投掷前身体平稳向前滑行，所以使用的是塑料材质，摩擦力小，方便滑行。

比赛时，当球员将冰壶掷出后，会有另外两名队员拿着刷子用力地在冰壶前方的冰面上擦扫，初看比赛的观众都觉得十分奇怪。

实际上，这是为了延长冰壶的滑行时间和距离。

刷冰用的冰刷是由塑钢材质制成的，刷头是绒面的。

冰刷擦过的冰面会因快速摩擦生热融化成薄薄的一层水，从而减少冰面摩擦力，让冰壶滑行得更远，同时还可以改变冰壶的滑行方向，保证冰壶按照既定的方向和位置滑行。

冰壶运动员刷冰的长度可达约30米，通常需要在10秒左右完成刷冰动作，所以体力消耗非常大。

据专家预测，刷冰可以使冰壶运行距离增加3～5米。

仔细观察可以发现，运动员掷出冰壶后，冰壶并不是沿直线前进的，它的运动轨迹呈现一定的弧度。

在此过程中，冰壶不仅有向前的移动，还伴随着一定的旋转。

其实这主要是因为看似平滑的冰壶赛道其实是带有微小的坡度的，高水平的投壶运动员会根据战术的需要，给予冰壶顺时针或者逆时针的角速度和不同的投壶直线初速度，以使冰壶能够达到预期的运行轨迹。

这和“斯诺克”十分相似，所以冰壶也有“冰上斯诺克”之称。

但是要注意的是，在干燥表面上，球体运动时前方受到的摩擦力比后方要大，且其旋转方向和滑行方向是不同的。

而在液态的冰面上则正相反，因为液态层减少了前方的摩擦，球体滑行和旋转的方向是相同的。

这也正是运动员刷冰的目的——使冰融化从而让接触面变得更光滑，以控制冰壶前进时的弯曲程度以及滑行距离。

了解了冰壶比赛的一些基本常识，看看你是否能轻易地解出下面这两道题：
1. 冰壶由花岗岩凿磨而成，质量为20kg，体积为8×10-3m3，则这种花岗岩的密度为
g/cm3，停在水平冰面上的冰壶与冰面的接触面积为200cm2，则冰壶对冰面的压强为 Pa。

2. 比赛时运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，擦冰时利用的方式改变物体的内能，使一些冰融化成水，从而（填“增大”或“减小”）滑动摩擦力。