体育运动中的物理学
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
奔跑和步行的不同，在于原是站立在地上的脚，由于肌肉的突然收缩，就
- 6 - / 30
强力地弹了起来， 把身体抛向前方，使身体在这一瞬间完全离开地面。接着身体 又落到地上， 但是已经由另外一只脚来支持了， 这只脚当身体还在空中的时候已
经很快地移到了前方。因此，奔跑是一连串的从一只脚到另一只脚的飞跃。
体操运动员在上器械 (如单杠、双杠、高 低杠等 )表演之前，总是要把手伸进一个盛满 白颜色粉末的盆子里，在手里抹上一些白色 粉末，你知道这些白粉是什么东西吗 ?这样做 的目的又将是什么呢 ?p1EanqFDPw
单杠、双杠、高低杠等器械的杠子用手 抓起来有点滑，这是因为杠子的表面加工得
很光滑， 光滑表面的摩擦力较小， 有 利于运动员做动作。 摩擦这种现象存 在于日常生活的每一个角落。 摩擦是 相互接触的物体在接触面上发生阻 碍运动的现象。摩擦具有双重的作 用，一方面摩擦阻碍物体间的相互移 动，造成了物体之间的磨损， 消耗较 多的能量； 另一方面，如果没有了摩 擦，我们也会寸步难行，甚至无法用手拿住东西。 DXDiTa9E3d
- 5 - / 30
样一来， 原来已经失去的平衡恢复了， 这个人也就前进了一步。 这个人自然也可 以就是这样停留在这个相当吃力的状态。 但是假如他想继续行进， 那么他就得把 身体更向前倾斜， 把从重心引下的竖直线移到支点面积以外， 并且在有跌倒倾向
的同时， 重新把一只脚向前伸出， 只是这一次要伸的不是左脚， 而是右脚──于 是又走了一步， 就这样一步一步走下去。 因此，步行实际上是一连串的向前倾跌， 只不过能够及时把原来留在后面的脚放到前面去支持罢了。 让我们把问题看得更 深入一些。假定第一步已经走出了。 这时候右脚还跟地面接触着， 而左脚却已经 踏到了地面。但是只要所走的一步并不太短， 右脚脚踵应该已经抬起， 因为正是 由于这个脚踵的提起， 才使人体向前倾跌而破坏了平衡。 左脚首先是用脚履踏到 地面的。 当左脚的整个脚底已经踏到地面的时候，右脚也完全提到空中了， 在这 同时，左脚的膝部原来略略弯曲的， 由于大腿骨三头肌的收缩就伸直了， 并且在 这一瞬间成竖直状态。 这使得半弯曲的右脚可以离开地面向前移动， 并且跟着身 体的移动把右脚踵恰好在走第二步的时候放下。 接着，那左脚先是只有脚趾踏着 地面，立刻就全部抬起到空中，照样地复演方才那一连串的动作。 xHAQX74J0X
这里一定要提及 "
- 4 - / 30
神奇泳衣 " ，它是由 Speedo公司、 美 国宇航局和澳洲流体实验室联合开 发的第四代 " 鲨鱼皮 " ，全名 Speedo LZR Racer。从今年 2 月初该泳衣亮 相算起，到奥运会之前，总共 48 项 记录被刷新，其中有 44 项世界纪录 在 它与 选手的通力合 作下 宣告刷 新，。 " 第四代鲨鱼皮 " 泳衣专门采用了 CFD实验，并在风洞里通过了表面摩擦力 测试。科研人员在设计泳衣时， 先利用 CFD电脑系统， 让根据真人创建的身体模 型，在电脑里做模拟游泳的实验。 为了减少静态水阻， 科研人员采用了一种模仿 鲨鱼皮的材料，设计出了 " 第四代鲨鱼皮 " 泳衣。它在水中的阻力非常低，没有一 处缝合处，可以完全紧贴在人体上。 这种衣服造价昂贵，要价高达 500 美金（对小国家来说是个很大的负担） ，而且 只能穿 10 次（还有报道说，顶级高手只能用 6 次），因此争议来了，要么大家都 穿这种衣服才是公平的 （目前顶尖高手都几乎穿上了） ，要么大家都不穿来游 （但 世界纪录就没那么好破了） ，不过话说回来，没有实力，穿再牛的衣服也没用。
那些举重的运动员在抓杠铃之前擦的也是碳 酸镁粉，也是为了防止手滑落杠铃。
2．水立方纪录随便破，鲨鱼游泳衣显神威？
2008 北京奥运会最精彩的莫过于游泳项目，也是世界纪录被刷新最多的项 目，甚至在预赛的时候都会有人刷新奥运会纪录，然后 3 分钟后又被刷新， 总之 一句话，游泳世界纪录 在北京水立方真的是 不堪一击，最杰出的代 表就是菲尔普斯，夺北 京奥运第四金，奥运共 11 金（这个记录还在 继续演绎中）成为历史 第一人！ 5PCzVD7HxA
jLBHrnAILg
3．跑步与行走中的力学知识
先介绍行走与跑步的原理。 假定一个人正在用一只脚站立着， 而且假定他用 的是右脚。现在，假定他提起了脚跟，同时把身体向前倾。这时候，从他的重心 引下的竖直线自然要越出脚的底面的范围， 人也自然要向前跌倒； 但是这个跌倒 还没有来得及开始， 原来停在空中的左脚很快移到了前面， 并且落到了从重心引 下的竖直线前面的地面上， 使从重心引下的竖直线落到两脚之间的面积中间。 这
09
5．拔河比赛中的学问……………………………………
10
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6．不会沉入水中的滑水运动员…………………………
12
7．撑 竿跳 高是 田径 运动 技术 最复 杂项目 之 一………… 16b5E2RGbCAP
8．空中漫步—跳远………………………………………
21
- 2 - / 30
1．为什么举重、体操等运动员要往手掌心上抹“白粉”？
体育运动中的物理学
扬州市江都区丁沟中学校本课程编写组 主编 王林锋 陈志娟编审何玉明
目
录
1．为什么举重、体操等运动员要往手掌心上抹“白粉”？
……………………………………………………… 03
2．水立方纪录随便破，鲨鱼游泳衣显神威？…………
04
3．跑步与行走中的力学知识……………………………
05
4．“香蕉球”是怎样踢出来的………………………
因为杠子的表面很光滑， 手掌和杠 子之间的摩擦力太小， 手很容易离开杠 子，致使动作失败甚至会发生危险。 为 了防止运动员们在做动作的时候滑下 杠子，这就需要加大手掌和杠子之间的 摩擦力。 运动员涂的白粉末（镁粉） 就 是起加大摩擦力的作用， 因此，运动员
- 3 - / 30
们在表演前或者多次运动的间歇都需要在手心上 抹一些白粉。其实这种白粉就是碳酸镁粉，这种 粉一方面能加大摩擦力，另一方面还能够减少由 于手掌出汗而引起的麻烦。 RTCrpUDGiT
- 6 - / 30
强力地弹了起来， 把身体抛向前方，使身体在这一瞬间完全离开地面。接着身体 又落到地上， 但是已经由另外一只脚来支持了， 这只脚当身体还在空中的时候已
经很快地移到了前方。因此，奔跑是一连串的从一只脚到另一只脚的飞跃。
体操运动员在上器械 (如单杠、双杠、高 低杠等 )表演之前，总是要把手伸进一个盛满 白颜色粉末的盆子里，在手里抹上一些白色 粉末，你知道这些白粉是什么东西吗 ?这样做 的目的又将是什么呢 ?p1EanqFDPw
单杠、双杠、高低杠等器械的杠子用手 抓起来有点滑，这是因为杠子的表面加工得
很光滑， 光滑表面的摩擦力较小， 有 利于运动员做动作。 摩擦这种现象存 在于日常生活的每一个角落。 摩擦是 相互接触的物体在接触面上发生阻 碍运动的现象。摩擦具有双重的作 用，一方面摩擦阻碍物体间的相互移 动，造成了物体之间的磨损， 消耗较 多的能量； 另一方面，如果没有了摩 擦，我们也会寸步难行，甚至无法用手拿住东西。 DXDiTa9E3d
- 5 - / 30
样一来， 原来已经失去的平衡恢复了， 这个人也就前进了一步。 这个人自然也可 以就是这样停留在这个相当吃力的状态。 但是假如他想继续行进， 那么他就得把 身体更向前倾斜， 把从重心引下的竖直线移到支点面积以外， 并且在有跌倒倾向
的同时， 重新把一只脚向前伸出， 只是这一次要伸的不是左脚， 而是右脚──于 是又走了一步， 就这样一步一步走下去。 因此，步行实际上是一连串的向前倾跌， 只不过能够及时把原来留在后面的脚放到前面去支持罢了。 让我们把问题看得更 深入一些。假定第一步已经走出了。 这时候右脚还跟地面接触着， 而左脚却已经 踏到了地面。但是只要所走的一步并不太短， 右脚脚踵应该已经抬起， 因为正是 由于这个脚踵的提起， 才使人体向前倾跌而破坏了平衡。 左脚首先是用脚履踏到 地面的。 当左脚的整个脚底已经踏到地面的时候，右脚也完全提到空中了， 在这 同时，左脚的膝部原来略略弯曲的， 由于大腿骨三头肌的收缩就伸直了， 并且在 这一瞬间成竖直状态。 这使得半弯曲的右脚可以离开地面向前移动， 并且跟着身 体的移动把右脚踵恰好在走第二步的时候放下。 接着，那左脚先是只有脚趾踏着 地面，立刻就全部抬起到空中，照样地复演方才那一连串的动作。 xHAQX74J0X
这里一定要提及 "
- 4 - / 30
神奇泳衣 " ，它是由 Speedo公司、 美 国宇航局和澳洲流体实验室联合开 发的第四代 " 鲨鱼皮 " ，全名 Speedo LZR Racer。从今年 2 月初该泳衣亮 相算起，到奥运会之前，总共 48 项 记录被刷新，其中有 44 项世界纪录 在 它与 选手的通力合 作下 宣告刷 新，。 " 第四代鲨鱼皮 " 泳衣专门采用了 CFD实验，并在风洞里通过了表面摩擦力 测试。科研人员在设计泳衣时， 先利用 CFD电脑系统， 让根据真人创建的身体模 型，在电脑里做模拟游泳的实验。 为了减少静态水阻， 科研人员采用了一种模仿 鲨鱼皮的材料，设计出了 " 第四代鲨鱼皮 " 泳衣。它在水中的阻力非常低，没有一 处缝合处，可以完全紧贴在人体上。 这种衣服造价昂贵，要价高达 500 美金（对小国家来说是个很大的负担） ，而且 只能穿 10 次（还有报道说，顶级高手只能用 6 次），因此争议来了，要么大家都 穿这种衣服才是公平的 （目前顶尖高手都几乎穿上了） ，要么大家都不穿来游 （但 世界纪录就没那么好破了） ，不过话说回来，没有实力，穿再牛的衣服也没用。
那些举重的运动员在抓杠铃之前擦的也是碳 酸镁粉，也是为了防止手滑落杠铃。
2．水立方纪录随便破，鲨鱼游泳衣显神威？
2008 北京奥运会最精彩的莫过于游泳项目，也是世界纪录被刷新最多的项 目，甚至在预赛的时候都会有人刷新奥运会纪录，然后 3 分钟后又被刷新， 总之 一句话，游泳世界纪录 在北京水立方真的是 不堪一击，最杰出的代 表就是菲尔普斯，夺北 京奥运第四金，奥运共 11 金（这个记录还在 继续演绎中）成为历史 第一人！ 5PCzVD7HxA
jLBHrnAILg
3．跑步与行走中的力学知识
先介绍行走与跑步的原理。 假定一个人正在用一只脚站立着， 而且假定他用 的是右脚。现在，假定他提起了脚跟，同时把身体向前倾。这时候，从他的重心 引下的竖直线自然要越出脚的底面的范围， 人也自然要向前跌倒； 但是这个跌倒 还没有来得及开始， 原来停在空中的左脚很快移到了前面， 并且落到了从重心引 下的竖直线前面的地面上， 使从重心引下的竖直线落到两脚之间的面积中间。 这
09
5．拔河比赛中的学问……………………………………
10
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6．不会沉入水中的滑水运动员…………………………
12
7．撑 竿跳 高是 田径 运动 技术 最复 杂项目 之 一………… 16b5E2RGbCAP
8．空中漫步—跳远………………………………………
21
- 2 - / 30
1．为什么举重、体操等运动员要往手掌心上抹“白粉”？
体育运动中的物理学
扬州市江都区丁沟中学校本课程编写组 主编 王林锋 陈志娟编审何玉明
目
录
1．为什么举重、体操等运动员要往手掌心上抹“白粉”？
……………………………………………………… 03
2．水立方纪录随便破，鲨鱼游泳衣显神威？…………
04
3．跑步与行走中的力学知识……………………………
05
4．“香蕉球”是怎样踢出来的………………………
因为杠子的表面很光滑， 手掌和杠 子之间的摩擦力太小， 手很容易离开杠 子，致使动作失败甚至会发生危险。 为 了防止运动员们在做动作的时候滑下 杠子，这就需要加大手掌和杠子之间的 摩擦力。 运动员涂的白粉末（镁粉） 就 是起加大摩擦力的作用， 因此，运动员
- 3 - / 30
们在表演前或者多次运动的间歇都需要在手心上 抹一些白粉。其实这种白粉就是碳酸镁粉，这种 粉一方面能加大摩擦力，另一方面还能够减少由 于手掌出汗而引起的麻烦。 RTCrpUDGiT