利用極限思想解決跳箱運(yùn)動(dòng)中的跳板制動(dòng)問(wèn)題

章 懿

（長(zhǎng)沙商貿(mào)旅游職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410016）

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利用極限思想解決跳箱運(yùn)動(dòng)中的跳板制動(dòng)問(wèn)題

章 懿

（長(zhǎng)沙商貿(mào)旅游職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410016）

摘 要：本文從交叉學(xué)科的角度，利用物理學(xué)中力的平衡極限思想，探索解決體操跳箱運(yùn)動(dòng)中跳板的制動(dòng)問(wèn)題，降低教學(xué)訓(xùn)練過(guò)程中傷害事故的發(fā)生率，有效促進(jìn)運(yùn)動(dòng)員技術(shù)發(fā)揮，通過(guò)研究計(jì)算出踏跳板的斜面設(shè)計(jì)參考角度。

關(guān)鍵詞：極限；跳箱；制動(dòng)

投稿日期：2016-01-05

利用反射回來(lái)的光線(xiàn)來(lái)照射體育科學(xué)研究，我們可以看到，現(xiàn)代體育科學(xué)很大一部分是依靠交叉學(xué)科和新型學(xué)科來(lái)促進(jìn)發(fā)展。目前，體育學(xué)科主要有4大專(zhuān)業(yè)學(xué)科研究領(lǐng)域：運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)、體育人文社會(huì)學(xué)、民族傳統(tǒng)體育學(xué)、體育教育訓(xùn)練學(xué)。體育學(xué)科有其自身的知識(shí)基礎(chǔ)，而其他學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用則大大促進(jìn)了體育學(xué)科的進(jìn)步，使體育理論基礎(chǔ)更加科學(xué)和厚實(shí)，體育實(shí)踐應(yīng)用有了更為強(qiáng)大的理論支撐。例如，運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)中的運(yùn)動(dòng)生理學(xué)和運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)中的很多知識(shí)都是來(lái)源于生命科學(xué)，體育人文社會(huì)學(xué)中的體育經(jīng)濟(jì)學(xué)和體育心理學(xué)等很多學(xué)科知識(shí)來(lái)源于各級(jí)各類(lèi)人文基礎(chǔ)學(xué)科，民族傳統(tǒng)體育學(xué)更是以我們國(guó)家的傳統(tǒng)文化作為支撐并結(jié)合相關(guān)學(xué)科來(lái)進(jìn)行研究，而體育教育訓(xùn)練學(xué)是一門(mén)實(shí)踐技能非常強(qiáng)的學(xué)科，但它也需要其他學(xué)科的知識(shí)來(lái)充實(shí)和完善自身，如教育學(xué)中的許多理論在這個(gè)學(xué)科中得到了應(yīng)用。由于體育這個(gè)特殊的學(xué)科研究相對(duì)比較晚，特別是在中國(guó)可能還處于一個(gè)萌芽時(shí)期，所以這個(gè)領(lǐng)域?qū)ζ渌麑W(xué)科的知識(shí)表現(xiàn)了相當(dāng)強(qiáng)的渴求度。

1 問(wèn)題的提出

跳箱運(yùn)動(dòng)由助跑、雙腳在踏跳板上起跳、雙手支撐跳箱和落地4個(gè)環(huán)節(jié)完整技術(shù)動(dòng)作。經(jīng)歷過(guò)體操跳箱運(yùn)動(dòng)的人都有體會(huì)，無(wú)論是在學(xué)校體育教學(xué)訓(xùn)練中還是競(jìng)技體育比賽當(dāng)中都存在這樣一個(gè)問(wèn)題，就是在助跑起跳過(guò)程中必須要經(jīng)過(guò)踩跳這一階段，在踩跳的一瞬間跳板都會(huì)由于慣性向前移動(dòng)，這樣就帶來(lái)了很大的安全隱患。在中小學(xué)體育課教學(xué)訓(xùn)練當(dāng)中，由于踏跳板的不牢固學(xué)生經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)安全事故；在競(jìng)技比賽中由于在此環(huán)節(jié)不穩(wěn)定造成的技術(shù)問(wèn)題，對(duì)接下來(lái)的技術(shù)動(dòng)作也帶來(lái)了很大影響，從而影響成績(jī)的發(fā)揮。怎樣才能解決跳板的制動(dòng)問(wèn)題，從高中物理力學(xué)中的力的平衡極限思想似乎可以給我們帶來(lái)啟示。

2 力的平衡極限思想

在我們高中物理學(xué)知識(shí)中，有關(guān)力的平衡有這樣一道題，一個(gè)長(zhǎng)方體小木塊在地面上，木塊與地面的磨擦系數(shù)為u，長(zhǎng)方體重量為g，力F從上方推木塊，當(dāng)力F與水平面的角度為A，問(wèn)A角度為多少時(shí)，F(xiàn)無(wú)論多大，木塊將永遠(yuǎn)推不動(dòng)。

按照力的平衡：

在水平方向上F×cosA=u×N

在垂直方向上N=F×sinA+mg

結(jié)合力的平衡：

F×cosA=u×（ F×sinA+mg）

F=mg×u/cosA-sinA×u

按照題目中F要無(wú)限大時(shí)，那么只有分子無(wú)限小才能滿(mǎn)足，根據(jù)數(shù)學(xué)極限思想，當(dāng)分母為零的時(shí)候，F(xiàn)無(wú)論多么大，木塊永遠(yuǎn)推不動(dòng)。經(jīng)過(guò)力的平衡分析和數(shù)學(xué)極限知識(shí)的引用，得出了一個(gè)這樣一個(gè)角度可使F無(wú)論多大，即當(dāng)A角度為u的反余切函數(shù)。

所以：cosA-sinA×u=0

CtgA=u

A=argctgu

3 利用極限思想解決體操跳箱運(yùn)動(dòng)中跳板移動(dòng)的問(wèn)題

回到體操跳箱中的跳板來(lái)，只是把木塊換成了一個(gè)木塊的斜面，其原理與計(jì)算全部相同，并且非常巧的在木塊中尋找的是F與水平面的角度，而在踏跳板斜面木塊中尋找的是斜面的角度，經(jīng)過(guò)同樣的計(jì)算得出了當(dāng)斜面角度為u 的反正切函數(shù)時(shí)，人無(wú)論用多么大的力，踏跳板斜面永遠(yuǎn)都不會(huì)移動(dòng)。當(dāng)然，它同時(shí)有前提條件，運(yùn)動(dòng)員或?qū)W生采用的是雙腳踩跳起跳技術(shù)，且腳是垂直斜面的。這樣就可以研制出這樣的跳板，即角度為u 的反正切函數(shù)，只要運(yùn)動(dòng)員或者學(xué)生踩跳時(shí)全腳掌著斜面，這樣踩的力無(wú)論多大，跳板永遠(yuǎn)都不會(huì)移動(dòng)。

按照力的平衡：

在水平方向上F×sinA=u×N

在垂直方向上N=F×cosA+mg

結(jié)合力的平衡：

F×sinA=u×（ F×cosA+mg）

F=mg×u/sinA-cosA×u

所以：sinA-cosA×u=0

tgA=U

A=argtgu

4 結(jié) 語(yǔ)

體育離不開(kāi)科學(xué)，從事體育的人一定

要重視基礎(chǔ)理論學(xué)科的學(xué)習(xí)和研究，為體育理論研究、體育實(shí)踐應(yīng)用提供充足的理論依據(jù)和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)。從交叉學(xué)科的角度來(lái)審視我們體育科學(xué)研究問(wèn)題，體育和我們的人文科學(xué)也有著很緊密的聯(lián)系。體育社會(huì)學(xué)、體育經(jīng)濟(jì)學(xué)、體育心理學(xué)、體育統(tǒng)計(jì)學(xué)等都已經(jīng)發(fā)展為獨(dú)立的門(mén)類(lèi)。例如，體育學(xué)科中有運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)這門(mén)學(xué)科，本文僅從高中物理學(xué)中的一個(gè)力學(xué)知識(shí)對(duì)來(lái)跳箱運(yùn)動(dòng)的跳板制動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行探究研究，遵循了物理學(xué)知識(shí)的規(guī)律并且有較高的實(shí)踐價(jià)值。當(dāng)然這項(xiàng)研究很大層面還處于一個(gè)純理論階段，必須經(jīng)過(guò)實(shí)踐的進(jìn)一步檢驗(yàn)，該研究才能得到應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚力明，趙通.初中“跳箱”教材的教學(xué)技巧[J].中國(guó)學(xué)校體育，2007（12）：76.

[2]邢雁.跳箱練習(xí)“十點(diǎn)預(yù)防”[J].體育教學(xué)，2001（5）.

作者簡(jiǎn)介：章懿（1984～），講師，碩士。研究方向：體育人文社會(huì)學(xué)。

doi:10.3969/j.issn.1674-151x.2016.04.038

中圖分類(lèi)號(hào)：G823

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-151X（2016）02-070-02