田徑賽場上的物理知識二則

華興恒

在學(xué)校的田徑賽場上，跳高運(yùn)動員一般都采用跨越式跳法，而少數(shù)采用背越式的運(yùn)動員往往是跳高成績比較好的運(yùn)動員。同學(xué)們在看重大國際賽事的跳高比賽時(shí)，會發(fā)現(xiàn)跳高運(yùn)動員都是采用背越式，根本就看不到跨越式。其中又有什么奧秘呢？

為了便于分析，設(shè)想把人的頭和腳連成一個(gè)圓環(huán)（如圖1所示），則其重心大約在圓心O附近，也就是重心下移了。所以采用背越式跳高時(shí)，運(yùn)動員總是背對著橫桿將身體彎成弓形，就像拱橋一樣（如圖2所示）。這樣做的目的是使其重心O′下移，而跨越式跳高（如圖3所示）兩腳要盡可能先分開再跨越橫桿，這時(shí)人的重心O″就上移了。因此跳高時(shí)采用背越式和跨越式的區(qū)別在于：越過橫桿時(shí)，人的重心分別在橫桿的下方和上方。對于某一運(yùn)動員來說，他能把自己的重心提高的高度是一定的，因此采用背越式比采用跨越式要跳得高些。當(dāng)然，身體的柔韌性越強(qiáng)，將身體彎曲的程度越大，重心就下移得越多，跳高成績就會越好。這就是專業(yè)運(yùn)動員跳高時(shí)常采用背越式的原因。

當(dāng)然，同學(xué)們在觀看重要的國際跳高比賽時(shí)，有時(shí)還會看到俯臥式跳高，運(yùn)動員也是把身體彎成弓形，只不過是臉朝橫桿。這種跳法也是為了將重心下移，其中道理與背越式相同。不過這種方法更難被運(yùn)動員所掌握，故采用這種方式跳高的人極少。

在田徑賽場上，我們會發(fā)現(xiàn)短跑運(yùn)動員常常要穿上釘鞋，而長跑運(yùn)動員卻不穿釘鞋，其中究竟有什么奧秘呢？運(yùn)動員短跑時(shí)穿的釘鞋只是前腳掌有釘子，而跳高時(shí)穿的釘鞋卻是前后腳掌都有釘子，同樣是釘鞋，兩者有何區(qū)別？

短跑時(shí)無論是起跑還是途中跑，運(yùn)動員都要竭盡全力地向后蹬地，靠地面對人的反作用力而迅速向前運(yùn)動。如果穿上一般的運(yùn)動鞋，由于鞋底與跑道之間的最大靜摩擦力小于運(yùn)動員的后蹬力，運(yùn)動員就會因打滑而向后移動（一般把這種現(xiàn)象稱為滑蹭）。若在短跑的過程中每跑一步都向后滑蹭一點(diǎn)，這勢必會極大地影響運(yùn)動員的成績，嚴(yán)重時(shí)還有可能導(dǎo)致運(yùn)動員跌倒。穿上釘鞋后，由于釘子能夠扎入跑道，從而能有效地防止滑蹭，因此短跑運(yùn)動員穿上釘鞋是為了增大與地面之間的摩擦力，有利于提高成績。長跑運(yùn)動員跑步時(shí)不穿釘鞋是因?yàn)榛潆m然會使運(yùn)動員多跑一些距離，但也會延緩腳與地面間的作用時(shí)間，從而減小地面對人的反作用力，這樣就緩沖了對關(guān)節(jié)的沖擊，可有效地減輕運(yùn)動員的疲勞程度，提高總成績。此外，長跑更重要的是耐力，不需要那么大的后沖力。

那跳高時(shí)穿的釘鞋為什么前后腳掌都有釘子呢？原來跑步時(shí)只是前腳掌著地，而跳高時(shí)是后腳掌著地，緊接著前腳掌才著地。由于跳高是利用助跑來獲得水平速度，再利用制動性起跳將水平速度轉(zhuǎn)化為向上的速度，釘鞋的后跟也有釘子就是為了產(chǎn)生制動作用，幫助運(yùn)動員更好地完成起跳，從而提高跳高成績。