體育運(yùn)動(dòng)中的物理力學(xué)知識(shí)研究

邵晨翔

摘要：物理學(xué)屬于一門(mén)自然科學(xué)，物理學(xué)研究范圍非常廣泛，也是其他自然科學(xué)的研究基礎(chǔ)。物理學(xué)的工作語(yǔ)言可以是數(shù)據(jù)工具，這也可以保證物理學(xué)具有極大的精密性。而在各種體育運(yùn)動(dòng)當(dāng)中都蘊(yùn)含著各種物理知識(shí)，我們?cè)谌粘Ｗ鲞\(yùn)動(dòng)的時(shí)候就會(huì)用到物理知識(shí)，利用物理知識(shí)可以提高運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量水準(zhǔn)。本文主要論述了體育運(yùn)動(dòng)當(dāng)中存在的物理力學(xué)知識(shí)，通過(guò)總結(jié)規(guī)律，可以更加省力的完成體育運(yùn)動(dòng)。

關(guān)鍵詞：體育運(yùn)動(dòng);物理學(xué);力學(xué)知識(shí);物理規(guī)律

越來(lái)越多的人喜歡體育運(yùn)動(dòng)，但是很多人都不知道其中蘊(yùn)含的物理知識(shí)。當(dāng)前物理教學(xué)當(dāng)中很少結(jié)合體育運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致很多人雖然學(xué)過(guò)物理，但是仍舊不理解體育運(yùn)動(dòng)中的物理知識(shí)。人們生活水平不斷得到提高，體育運(yùn)動(dòng)成為人們生活的一部分，體育運(yùn)動(dòng)當(dāng)中具有很多物理知識(shí)，體育工作者利用這些物理規(guī)律，并且在體育比賽當(dāng)中應(yīng)用，有利于更加省力、高效的獲得良好的體育成績(jī)。

1.乒乓球運(yùn)動(dòng)中的物理知識(shí)

乒乓球是我國(guó)的國(guó)球，并且在世界范圍內(nèi)也是非常受歡迎的球類(lèi)體育運(yùn)動(dòng)。在乒乓球運(yùn)動(dòng)當(dāng)中蘊(yùn)含著很多物理知識(shí)，尤其是物理力學(xué)知識(shí)。例如同學(xué)們?cè)诖蚱古仪虻臅r(shí)候可能會(huì)不小心踩憋乒乓球，可以將其放入熱水當(dāng)中，乒乓球里面的氣體溫度升高，體積開(kāi)始變得膨脹，乒乓球馬上就會(huì)復(fù)原。這一現(xiàn)象就是物理學(xué)里面的熱脹冷縮知識(shí)，學(xué)生充分理解物理學(xué)知識(shí)，可以在運(yùn)動(dòng)當(dāng)中應(yīng)用。

在乒乓球比賽當(dāng)中，運(yùn)動(dòng)員獲得勝利的必要條件就是發(fā)球的水平，而運(yùn)動(dòng)員發(fā)球過(guò)程中蘊(yùn)含著很多物理力學(xué)知識(shí)。在第一個(gè)階段，運(yùn)動(dòng)員向上拋乒乓球，當(dāng)達(dá)到一定高度之后，乒乓球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程會(huì)逐漸減小乒乓球的動(dòng)能，同時(shí)也在增加重力勢(shì)能，在最高點(diǎn)其動(dòng)能達(dá)到了零，重力勢(shì)能達(dá)到最大值，可以轉(zhuǎn)化動(dòng)能為重力勢(shì)能;在第二階段，乒乓球開(kāi)始在最高點(diǎn)靜止，并且下落到球拍，球高度不斷減少，速度逐漸提高，在這個(gè)過(guò)程中，開(kāi)始逐漸降低乒乓球的重力勢(shì)能，同時(shí)逐漸增大乒乓球的動(dòng)能，轉(zhuǎn)化重力勢(shì)能為動(dòng)能;在第三階段，乒乓球接觸到球拍，會(huì)彈性形變達(dá)到最大值，在這個(gè)過(guò)程中逐漸降低了乒乓球的速度，同時(shí)也逐漸增大乒乓球的彈性形變，動(dòng)能也開(kāi)始逐漸降低，開(kāi)始增大乒乓球的彈性勢(shì)能，轉(zhuǎn)化動(dòng)能為彈性勢(shì)能;在第四階段，彈性形變?cè)谧畲笾甸_(kāi)始逐漸恢復(fù)到原狀，在這個(gè)過(guò)程逐漸降低了乒乓球的彈性形變，同時(shí)也逐漸提高了乒乓球的速度。動(dòng)能變得大的同時(shí)開(kāi)始降低乒乓球的彈性勢(shì)能，因此可以轉(zhuǎn)化乒乓球的彈性勢(shì)能為動(dòng)能。球拍提供外力，乒乓球開(kāi)始飛速運(yùn)動(dòng)。通過(guò)能量的轉(zhuǎn)化，再結(jié)合發(fā)球高度，球的彈性變形可以使球的速度由此改變，運(yùn)動(dòng)員通過(guò)改變發(fā)球的技術(shù)，可以學(xué)到更多的物理學(xué)知識(shí)，使發(fā)球水平由此提高。

2.籃球運(yùn)動(dòng)中的物理力學(xué)知識(shí)

籃球運(yùn)動(dòng)當(dāng)中也設(shè)計(jì)到很多的物理力學(xué)知識(shí)，巧妙利用這些知識(shí)，可以提高運(yùn)動(dòng)員的籃球運(yùn)動(dòng)水平。飛行的球體在空中涉及到物理力學(xué)知識(shí)。牛頓發(fā)現(xiàn)每個(gè)作用力都具備反作用力，反作用力和作用力大小相等，方向是相反。空氣中旋轉(zhuǎn)的球體也是這樣，球體在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中周?chē)目諝怆S之旋轉(zhuǎn)，球體表面會(huì)形成一層氣體粒子，產(chǎn)生空氣環(huán)流，和籃球旋轉(zhuǎn)方向一致，這樣一來(lái)球體后補(bǔ)氣流波動(dòng)就會(huì)由此減少，球體旋轉(zhuǎn)也會(huì)感受到反作用力。例如籃球后旋過(guò)程周?chē)目諝庖矔?huì)向下旋轉(zhuǎn)，空氣也會(huì)產(chǎn)生向上的反作用力，這是籃球的托浮力。如果籃球在空氣當(dāng)中并沒(méi)有旋轉(zhuǎn)，那么增大籃球受到的空氣阻力，雖然籃球質(zhì)量比較輕，但是因?yàn)闄M截面積比較大，就會(huì)增大籃球在空中受到的阻力。尤其在遠(yuǎn)距離投籃的時(shí)候，如果籃球沒(méi)有旋轉(zhuǎn)，那么就會(huì)承受較大的阻力，球速比較快，就會(huì)產(chǎn)生越大的球后波動(dòng)，球體會(huì)接受到很大的形狀阻滯，而且籃球行進(jìn)速度越快，那么就會(huì)承受越大的阻滯。

綜上，旋轉(zhuǎn)的籃球可以有效的降低空氣阻力，同時(shí)還會(huì)接受空氣的反作用力，如果是后旋球，可以保證球飛行的更高，并且還具備一定的穩(wěn)定性，使投籃弧度由此提高，同時(shí)可以使入籃角由此增大，提高籃球的命中率。

3.跑步運(yùn)動(dòng)中的物理力學(xué)知識(shí)

跑步運(yùn)動(dòng)是不斷重復(fù)的周期性運(yùn)動(dòng)，波動(dòng)速率和頻率以及波長(zhǎng)之間具有密切的關(guān)系：速率=頻率×波長(zhǎng)。而跑的頻率和步頻和步長(zhǎng)具有密切的關(guān)系：速率=步頻×步長(zhǎng)。這就說(shuō)明要想提高跑步的速度，就要增大步頻和步長(zhǎng)。例如A、B兩個(gè)人體力相同，跑步方式不同，A的起步角比較大，A跑步的身體高度較高，以此需要耗費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間跑下一步，這樣就會(huì)導(dǎo)致步頻比較小。因?yàn)锳的起步角比較大，那么身體升高的分速度比較大，就會(huì)導(dǎo)致水平向前的速度比較小，最終步長(zhǎng)就會(huì)比較短，這樣一來(lái)A就會(huì)跑的更慢一些。

4.跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)中的物理力學(xué)知識(shí)

在田徑運(yùn)動(dòng)當(dāng)中，跳遠(yuǎn)占據(jù)重要的地位，這項(xiàng)體育項(xiàng)目對(duì)于力量爆發(fā)具有較高的要求，尤其是對(duì)于運(yùn)動(dòng)員腿部和腰部的力量爆發(fā)提出較高的要求。跳遠(yuǎn)這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)具有很強(qiáng)的技巧性，因此可以利用物理力學(xué)知識(shí)，提高運(yùn)動(dòng)員的跳遠(yuǎn)成績(jī)。這就需要分析跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)的力學(xué)原理，促進(jìn)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員獲得良好的跳遠(yuǎn)成績(jī)。

運(yùn)動(dòng)員通過(guò)助跑可以獲得高起跳的速度，在助跑環(huán)節(jié)當(dāng)中，可以充分的發(fā)揮力量，提高極限助跑速度。但是在實(shí)際操作當(dāng)中無(wú)法保障每一次助跑都完美。為了運(yùn)動(dòng)員可以獲得良好的跳遠(yuǎn)成績(jī)，一方面需要加強(qiáng)訓(xùn)練，提高運(yùn)動(dòng)員的身體素質(zhì)，加強(qiáng)他們的爆發(fā)力，另一方面需要預(yù)估運(yùn)動(dòng)員的提升速度績(jī)效，確定助跑距離。

在起跳過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員需要提高向上的提升力，控制各方面因素的干擾。在起跳過(guò)程中需要利用手臂獲得反提升力，運(yùn)動(dòng)員在起跳的時(shí)候，手臂不斷用力的向下擺動(dòng)，可以形成向上的反提升力，再加上踏板的反作用力，可以極大的提高運(yùn)動(dòng)員的提升力。

5.結(jié)語(yǔ)

除了上述幾種運(yùn)動(dòng)之后，很多體育運(yùn)動(dòng)當(dāng)中也涉及到物理力學(xué)知識(shí)，物理學(xué)屬于一門(mén)應(yīng)用型科學(xué)，體育運(yùn)動(dòng)蘊(yùn)含著各種物理學(xué)知識(shí)，在體育運(yùn)動(dòng)當(dāng)中利用這些知識(shí)，可以提高體育成績(jī)，促進(jìn)體育運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。

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