体育运动中的物理知识

浅析体育运动中的物理知识

【摘要】体育是我们最喜欢的课程，平时同学们在体育课中，进行各种各样的体育活动，其实每一项体育运动中都渗透着许多物理知识。

【关键词】体育运动物理知识

现代教育理念要求学生掌握科学文化知识的同时，特别重视培养学生对知识的应用能力，将单一型人材的培养转化为复合型人材的培养，使得教学中注重了学科之间的渗透。在全民健身计划大力实施的今天，娱乐体育、终身体育的需要，运动者掌握好科学文化知识就显得更为重要。体育运动与物理知识有着密切的联系,如果体育爱好者、体育训练者以及在校学生将掌握好的物理知识应用于实际的各项运动中，必会快速地掌握正确的动作和要领，取得好的运动成绩，同时也会大大激发他们的运动热情和学习兴趣。同时你若能用科学的观点来审视体育运动中的有关问题,将对你掌握物理知识有很大的帮助,你会发现物理无处不在。下面介绍几个最常见的用到物理学原理的运动现象。

一、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，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，使摩擦力增大；还有就是队员的体重越重，对地面的压力越大，摩擦力也会越大。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，不希望地面上有许多砂子，是防止滑动摩擦转化为滚动摩擦，使得摩擦力减小。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。

二、跳高中的物理知识

跳高运动员为什么能向上跃起？这是我们非常关心又觉得好奇的。其实跳高运动员在跳高前先助跑一段路程，后用脚向下蹬地面，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，为什么速度减小？运动员在向下降落的过程中，为什么速度增大？这是因为运动员在向上运动的过程中，受到的重力方向竖直向下，与速度方向相反，因而速度减小，而运

动员在向下降落的过程中，重力方向与速度方向相同，因而速度增大。因此要挑选体重较轻的人参加。而很少有体重较重的选手。

三、跑步中的物理知识

任何物体在运动过程中都要受到摩擦力的作用。短跑运动员在短跑时为了提高成绩,需要增大摩擦。这时要换穿短跑运动鞋，这种鞋的底部安有小钉，运动员在高速奔跑时，小钉可以扎进跑道，有效地防止运动员打滑摔倒。另外，运动会上进行的百米赛跑比赛中，计时员一定要看发令枪“冒烟”时开始计时，而不是听发令的“枪声”时开始计时。因为看“冒烟”是以光速传播，声音在空气中的传播速度只有340米/秒，声音传到终点大约需0.29秒的时间，而光传播100 m所需的时间非常短（几乎不需要时间），所以计时员看发令枪“冒烟”计时比听“枪声”计时要准确得多。若以所见枪声计时，运动员已经离开起跑线0.29s了，就会使运动员的成绩提高。短跑是分秒必争的径赛，必须争取较大的起跑加速度，也就是起跑时向前推力f要足够大。如果直立起跑，就会发生身体后仰的现象。因此，采用蹲踞的姿势起跑，使地面（或助跑器）作用于足部的合力f通过人体的重心，人体就不会后仰。跑步越向内跑道，跑的越快，这是向心力的缘故。跑到终点后，会继续前进一段路程，这是惯性在起作用。

四、乒乓球中的物理知识

一些球类运动器械，在制造时,要考虑到增大摩擦的因素，例如

乒乓球正胶球拍胶皮上的胶粒长短和反胶球拍胶皮上的粘性度、是采取增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的。当乒乓球瘪了，放入热水中一烫，就会恢复原状。这是气体的热胀冷缩现象。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，其下落速度v2= （忽视空气阻力），下落时加速度为重力加速度g，h是球上抛到达的最高点与球拍接触点间的距离。因此，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。

物理学里的冲量等于作用在物体上的力与力的作用时间的乘积，作用在物体上的冲量等于动量的改变量。当动量的改变量一定时，如果力的作用时间越长，则作用在物体上的力越小。冲量定律的这种特例在乒乓球比赛中，选手们在击球的瞬间，球的运动情况就含有冲量定律的内容。如果物体受到某一力矩的作用，此物体就会围绕某一固定轴旋转。当转动惯量一定时，力矩越大，则旋转越强烈。例如，乒乓球选手拉的弧圈球，就是设法引用球拍给乒乓球以摩擦，对乒乓球施一力矩的作用而产生的。现在，国际乒联决定，改“小球”为“大球”后，由于“大球”的转动惯量比“小球”的转动惯量大，所以，球的旋转没有以前强烈。

还有很多体育运动都与物理知识有着密切的联系，而体育课是大家都喜爱的，因为学生可以从运动中求得活力，从锻炼中获得成长，使身心全面发展，让爱、责任、知识、能力从汗水中产生。特别是在提倡素质教育、重视学生能力教学的今天，如果我们教师在课堂上不失时机地讲解有关这方面知识，必会提高他们参入运动的积极性，使他们感到学有所用、学有所得，便于巩固学到的科学文化知识，还能最终达到完成教育教学任务的目的。