从物理学看跳高时为什么要助跑

从物理学看跳高时为什么要助跑
作者：王祥虎
来源：《成才之路》2008年第05期
摘要：分析跳高运动中的物理知识的运用。

关键词：腾起初速度; 腾起角; 支撑反作用力
在各种体育运动项目中，许多项目都用到了中学物理知识，其中，跳跃类和投掷类运动是比较典型的。

下面对跳高运动进行分析。

跑得快有助于提高跳远成绩，对此大家易于理解，但跳高运动员在起跳前为什么要助跑呢？如果没有助跑就跳不高，谁也没见过跳高运动员在原地起跳的。

那么，向前跑跟向高处跳有什么关系呢？
从力的角度分析，跳高运动员能腾起越过横杆，靠的是助跑的惯性力和起跳蹬地时受到的支撑反作用力。

由于惯性力的方向是水平向前的，而支撑反作用力是近似垂直向上的，所以起跳后的身体重心沿着一个抛物线轨迹运动。

支撑反作用力越大，人也就跳得越高，助跑就是为了增大支撑反作用力。

从能量角度分析，抛物线轨迹的高度，取决于起跳时腾起初速度和腾起角的大小，一般说来，应该尽可能增大这两项数值。

助跑的作用就是为了增大腾起初速度。

运动员通过助跑过程首先获得较大的水平速度，在起跳点猛然减速，双脚用力蹬地，身体蜷曲（此时，助跑获得的动能主要转化为身体的弹性势能，很少部分的动能使用身体水平向前运动），然后身体快速伸展开，同时用力蹬地，身体受到较大的支撑反作用力，使身体向上快速离开地面，从而获得向上运动的较大初速度（弹性势能又转化为动能）。

向上的初速度和水平向前运动的速度一起合成腾起初速度，也就是说它和水平向前运动的速度一起决定着腾起初速度的大小和方向。

助跑时获得的动能越大，运动员获得向上运动的初速度越大，腾起初速度和腾起角也就越大。

能跳过的高度也就越高，所以跳高运动员在起跳前要助跑。

由斜抛运动知识知道，落地时速度大，动量（mv）也就很大，由于受到地面的冲量（Ft），使动量变为零，由动量定理mv=Ft ，知：为减小运动员受到的冲击力F，应尽可能增加接触时间t，因此，在落地点放置了厚厚的海棉垫子。

由以上分析得知，跳高运动中涉及到作用力和反作用力、动能势能之间转化、斜抛运动、冲量和动量等多方面的物理知识。

各类体育运动项目中，都包含有丰富的物理知识，我们要善于分析和研究。

也可以把某项运动作为研究课题，让学生（特别是高中学生）试着研究，这样既可以把知识学活，又可以提高学生分析问题、研究问题的能力。

在提倡研究性学习、自主学习的今天，这种做法无疑是很有现实意义的。

（南宫市职教中心）。