體育運(yùn)動(dòng)中的物理學(xué)論文

-.z齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)論文題目物理定律在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用學(xué)院理學(xué)院專業(yè)班級(jí)物理044學(xué)生旭東指導(dǎo)教師景堯成績(jī)摘要物理學(xué)既是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，又是一門應(yīng)用科學(xué)。物理學(xué)的應(yīng)用已滲透到社會(huì)生活的各個(gè)方面。其中，在體育運(yùn)動(dòng)中應(yīng)用尤為廣泛。體育學(xué)是一門新興的學(xué)科。除了具有自身的特點(diǎn)之外，它還綜合了多學(xué)科的知識(shí)，是一門典型的穿插科學(xué)。它不僅僅適用于競(jìng)技體育中的摘金、奪銀、為國(guó)爭(zhēng)光，還在人們平常的鍛煉和日常的坐、立、行,和如何提高生活質(zhì)量等方面都起到重要作用。本文從體育運(yùn)動(dòng)中的常用物理定律入手，重點(diǎn)研究了牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量定理、機(jī)械能守恒定律等在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用。并實(shí)例分析了投擲運(yùn)動(dòng)，跳躍運(yùn)動(dòng)、滑雪運(yùn)動(dòng)等體育活動(dòng)。希望通過(guò)本文使我們進(jìn)一步了解和掌握物理學(xué)知識(shí)，進(jìn)而將其運(yùn)用到體育活動(dòng)中，對(duì)體育運(yùn)動(dòng)的開(kāi)展具有重要意義。關(guān)鍵詞：物理學(xué)；物理定律；體育運(yùn)動(dòng)；應(yīng)用AbstractThephysicsarenotonlyanempiricalscience,isalsoanappliedscience.Thephysicsapplicationseepedtosociallifeeachaspect.And,isappliesinthesportsespeciallywidely.Thesportsstudyisanemergingdiscipline.Besideshasowncharacteristic,italsosynthesizedthemulti-disciplinaryknowledge,ismodeloverlappingscientificdisciplines.Itsfunctionnotjustisusesinathleticssportspickingthegold,winningthesilver,towinforthemotherland,butalsoliesinthepeopleordinarye*erciseanddailysits,vertical,theline,andhowtoimproveaspectsandsoonqualityoflifetoplaytheinfluentialrole.Thisarticleobtainsfromsports'monlyusedphysicallaw,hasstudiedtheNewton'slawofmotion,themomentumtheorem,themechanicalenergyconservationrelationswithemphasisandsoonsports'application.Andthee*ampleanalyzedhasthrownthemovement,sportsandsooncapermovement,skimovement.Thehopemakesusthroughthisarticletoincreaseunderstandsandmastersthephysicsknowledge,thenutilizesitinthesports,hasimportantmeaningtosportsdevelopment.Keyword:Physics；Physicallaw；Sports；Application目錄摘要IAbstractII第1章緒論11.1選題背景和依據(jù)11.2課題研究的容11.3力學(xué)在體育運(yùn)動(dòng)中的作用1競(jìng)技體育中的力學(xué)1群眾體育中的力學(xué)2第2章物理定律在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用32.1牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律及其在體育中的應(yīng)用42.2牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律及其在體育中的應(yīng)用42.3牛頓運(yùn)動(dòng)定律在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用52.4動(dòng)量定理及其在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用62.5摩擦力及其在體育中的應(yīng)用82.6人體運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系8機(jī)械能及其在體育中的應(yīng)用8勢(shì)能及其在體育中的應(yīng)用92.7機(jī)械能守恒和轉(zhuǎn)化定律及其在體育中的應(yīng)用92.8彈性力及其在體育中的應(yīng)用92.9斜拋運(yùn)動(dòng)及其在體育中的應(yīng)用10第3章物理定律在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用實(shí)例113.1投擲運(yùn)動(dòng)113.2拔河運(yùn)動(dòng)123.3跳躍運(yùn)動(dòng)133.4滑雪運(yùn)動(dòng)14結(jié)論15參考文獻(xiàn)16致17-.z第1章緒論1.1選題背景和依據(jù)在世界競(jìng)技體育水平飛速開(kāi)展、競(jìng)爭(zhēng)日趨劇烈的今天，只憑借興旺的四肢是難以攻克這項(xiàng)尖端技術(shù)攀登世界體育頂峰的。因此，從*種意義上來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代體育競(jìng)爭(zhēng)實(shí)際上是科學(xué)技術(shù)的角逐，在這門科學(xué)中物理學(xué)是一門重要的根底學(xué)科。它是掌握和改進(jìn)運(yùn)動(dòng)技術(shù)，加快提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)的重要依據(jù)。1.2課題研究的容本文主要從體育科學(xué)與物理科學(xué)相融合的角度去研究它們的科學(xué)關(guān)系以及開(kāi)展趨勢(shì)。論述力學(xué)中的物理定律在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用。其次，研究體育運(yùn)動(dòng)中常用的物理定律及其應(yīng)用實(shí)例的分析。1.3力學(xué)在體育運(yùn)動(dòng)中的作用物理學(xué)中的力學(xué)是迄今為止開(kāi)展最為完善的自然科學(xué)學(xué)科，具有構(gòu)造嚴(yán)密方法奇妙等特征。力學(xué)作為新技術(shù)應(yīng)用、新學(xué)科創(chuàng)立、新思維開(kāi)展的原動(dòng)力，始終站在科學(xué)前沿，推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新，極大影響社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展。而它對(duì)體育學(xué)的影響也是非常深遠(yuǎn)的。它的很多原理和方法在體育運(yùn)動(dòng)和體育研究中都有直接或間接的應(yīng)用。從體育學(xué)中物理學(xué)的應(yīng)用這一方面進(jìn)展初步的闡述，希望能給大家一個(gè)新的視角去對(duì)待體育運(yùn)動(dòng)，也從新的角度去對(duì)待物理，在物理和體育的教學(xué)中能夠相互借鑒一些東西。延伸開(kāi)來(lái)，作為引玉之磚，將物理學(xué)中的力學(xué)與體育學(xué)從研究、教學(xué)的角度加以聯(lián)系，或許能得到更多的東西[1]。1.3.1競(jìng)技體育中的力學(xué)力學(xué)是物理學(xué)中最先開(kāi)展完善的學(xué)科，其應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。力學(xué)無(wú)論是在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，還是技術(shù)動(dòng)作的分析與改進(jìn)，都和體育有密切的聯(lián)系?？梢哉f(shuō)物理學(xué)在體育中應(yīng)用最多的便是力學(xué)。關(guān)于體育中的力學(xué)應(yīng)用，已有人從物理教學(xué)的角度提及過(guò)，由于是從教學(xué)方面入手，只從中學(xué)力學(xué)的角度出發(fā)所以不夠全面。體育當(dāng)中最簡(jiǎn)單的力學(xué)的應(yīng)用便是長(zhǎng)度、時(shí)間和質(zhì)量的測(cè)量。在體育比賽中，很多工程都是以這三項(xiàng)為基準(zhǔn)來(lái)表示成績(jī)的好壞的。這表現(xiàn)在如下三個(gè)方面：田徑中的田賽，如跳遠(yuǎn)、跳高、鉛球、標(biāo)槍、鏈球等，都以長(zhǎng)度〔高度或遠(yuǎn)度〕來(lái)衡量成績(jī)，多者為勝。田徑中的徑賽，如短跑、中長(zhǎng)跑、馬拉松、短距離及長(zhǎng)距離的游泳、短距離及長(zhǎng)距離的滑冰，是以同樣的距離下所用的時(shí)間多少來(lái)衡量比賽成績(jī)的，時(shí)間少為優(yōu)。舉重，是以同一級(jí)別體重下舉起重量的多少?zèng)Q定勝負(fù)，舉起重量大者為優(yōu)勝者。在各項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)具體的動(dòng)作分析中，都以力學(xué)原理為依據(jù)。如各種平衡動(dòng)作的分析就是以重心與支撐點(diǎn)的位置關(guān)系來(lái)進(jìn)展的，重心的作用線越接近支撐點(diǎn)，越容易失去平衡；離支撐點(diǎn)越遠(yuǎn)則越不穩(wěn)定。在體育運(yùn)動(dòng)當(dāng)中，人體的穩(wěn)定與否依賴于身體姿勢(shì)的變化而定。有時(shí)需要身體盡量的穩(wěn)定，如武術(shù)中的馬步就加大了支撐面，降低了重心而到達(dá)穩(wěn)定。而在摔跤中卻要求一種動(dòng)態(tài)的平衡，即要求在不斷變化中以自己最穩(wěn)定的方位向?qū)κ肿钊菀资テ胶獾姆较蜻M(jìn)展攻擊，已到達(dá)摔倒對(duì)手的目的。有時(shí)卻需要迅速打破平衡。如短跑中的起跑由原來(lái)的站立式而演變?yōu)楝F(xiàn)代的蹲距式，以及游泳比賽中的起跳姿勢(shì)都是穩(wěn)定性很小的平衡。為了迅速進(jìn)入比賽打破現(xiàn)有的平衡做好準(zhǔn)備。對(duì)各種用力動(dòng)作用力學(xué)的定律和定理分析其是否合理。比方投擲工程中〔鉛球、鐵餅和標(biāo)槍等〕，要求在最后用力階段為獲得較大速度發(fā)揮最大力量，既符合牛頓第二定律，同時(shí)軀干特別是肩關(guān)節(jié)盡量向前〔即超越器械〕在發(fā)揮最大力量的同時(shí)，盡可能增大作用時(shí)間，能最大程度的增大器械的動(dòng)量，以到達(dá)好的成績(jī)。在分析*些動(dòng)作時(shí)〔如跳遠(yuǎn)起跳、跳高起跳等〕在最大用力時(shí)要求用力環(huán)節(jié)〔如起跳腿〕有一最正確角度。即把人看作一個(gè)由骨骼和肌肉組成的杠桿系統(tǒng)，當(dāng)要發(fā)揮最大力量時(shí)，肌肉對(duì)支點(diǎn)〔關(guān)節(jié)〕必然有一個(gè)最正確的發(fā)力角度以到達(dá)最大的力矩，同樣大的肌肉力量在這個(gè)最正確的角度上才能發(fā)揮最好的效果。這也是運(yùn)動(dòng)技術(shù)最正確化的一個(gè)方面。流體力學(xué)在體育中的應(yīng)用也很廣泛。喜歡足球的人肯定知道2005世界足球先生——巴西球星羅納爾迪尼奧。他踢出的任意球可以繞過(guò)人墻飛入球門，這里就有流體力學(xué)的道理。根據(jù)馬格努斯效應(yīng)，向前飛行的球體發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，一側(cè)的壓強(qiáng)就不相等，足球兩側(cè)受力不相等。飛行路線就會(huì)向一側(cè)彎曲。只要踢出一側(cè)向下急速旋轉(zhuǎn)的球，就可以使足球飛行時(shí)向一側(cè)彎曲并快速下降。當(dāng)然這只是流體力學(xué)在體育當(dāng)中一個(gè)小小方面的應(yīng)用，其它方面如游泳中的動(dòng)力和阻力，劃船運(yùn)動(dòng)中的船體的材料與阻力槳的形狀以及跳臺(tái)滑雪中人體所受的空氣阻力等等都與運(yùn)動(dòng)成績(jī)都有直接的關(guān)系。1.3.2群眾體育中的力學(xué)除了力學(xué)在競(jìng)技體育中的應(yīng)用外，實(shí)際上，在人們?nèi)粘５腻憻捘酥疗匠５倪\(yùn)動(dòng)中都充滿了力學(xué)。背包是大家經(jīng)常用到的東西，但什么樣的背包是合理的，對(duì)經(jīng)常用到背包的人不會(huì)產(chǎn)生不良影響?而且背包經(jīng)歷了從單帶到雙背帶的轉(zhuǎn)換，這里有它的力學(xué)道理。單背帶對(duì)人身體的平衡有影響，它使人在行走時(shí)脊椎向一側(cè)彎曲，時(shí)間長(zhǎng)久了使相應(yīng)的肌肉產(chǎn)生疲勞。長(zhǎng)時(shí)間下去必然造成肌肉的慢性損傷，尤其是對(duì)正在生長(zhǎng)發(fā)育的中小學(xué)生，更是易造成脊柱側(cè)曲，影響以后的工作和生活。雙背帶背包則糾正了這一不良影響，但對(duì)中小學(xué)生來(lái)說(shuō)要注意的是背包不應(yīng)過(guò)重，否則雖然不會(huì)發(fā)生脊柱側(cè)曲，但卻使脊柱向前彎曲，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)造成駝背。這一點(diǎn)請(qǐng)教師和家長(zhǎng)多加注意。在美國(guó)的北卡羅萊州就有一個(gè)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室。專門研究登山背包，使背包更符合力學(xué)原理，更加舒適。另外，對(duì)日常的坐姿也有力學(xué)原理，特別是對(duì)經(jīng)常伏案工作的知識(shí)分子和政府工作人員來(lái)說(shuō)更加重要。鞋是大家必需的用品，但這里也充滿學(xué)問(wèn)。著名的體育用品耐克和阿迪達(dá)斯公司都有專門的機(jī)構(gòu)來(lái)研究鞋，鞋底到鞋面不同的位置對(duì)腳的作用力有什么不同，其相應(yīng)的材料及其構(gòu)造都作相應(yīng)的設(shè)計(jì)，以到達(dá)舒適、平安之目的。運(yùn)發(fā)動(dòng)的鞋就更加不用講了，為了提高其比賽成績(jī)，鞋的材料和設(shè)計(jì)更加細(xì)致和深入。比方美國(guó)著名運(yùn)發(fā)動(dòng)卡爾·易斯的一雙比賽用鞋是幾個(gè)科研人員花了半年時(shí)間，測(cè)量了幾百個(gè)數(shù)據(jù)專門為他制作的。背背佳、英姿帶的廣告已是大家都熟知的，它對(duì)校正青少年以至成年人的駝背和其它不正確姿態(tài)都有比較好的效果，而這種產(chǎn)品正是根據(jù)人體生物力學(xué)的原理而研制的，它的根本原理是通過(guò)改變?nèi)梭w的局部力量平衡到達(dá)新的平衡而到達(dá)改變身體形態(tài)的目的?，F(xiàn)在有很多人都在使用。但有一點(diǎn)必須注意，身體姿勢(shì)的糾正，依靠體育鍛煉是最正確方法，通過(guò)增強(qiáng)相應(yīng)的肌肉力量〔比方斜方肌等〕來(lái)到達(dá)培養(yǎng)正確形態(tài)的目的是根本的方法。而且這種英姿帶、背背佳不可使用過(guò)長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)樗峭ㄟ^(guò)帶子的彈性來(lái)校正姿態(tài)。長(zhǎng)期使用會(huì)使相應(yīng)的肌肉力量下降，功能退化，反而會(huì)對(duì)身體造成不好的影響。第2章物理定律在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用2.1牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律及其在體育中的應(yīng)用任何物體，在不受力作用時(shí)，都保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在自然界中，找不到完全不受外界作用的物體。在實(shí)際應(yīng)用中，“不受力作用〞在*種意義上應(yīng)理解為物體受到的力作用恰好相互抵消，這時(shí)結(jié)論依然正確。如放在場(chǎng)地上的鉛球，它受到的重力作用與地面支撐力的作用相平衡，它就保持靜止的狀態(tài)。牛頓第一定律說(shuō)明，不受其它物體作用的物體，假設(shè)靜止則永遠(yuǎn)靜止，假設(shè)運(yùn)動(dòng)則永遠(yuǎn)作勻速直線遠(yuǎn)動(dòng)，即物體具有保持它原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，這種性質(zhì)稱為慣性。因此，牛頓第一定律也叫慣性定律。慣性是物體固有的性質(zhì)，質(zhì)量是慣性的量度。慣性與是否有其它物體的作用無(wú)關(guān)。在體育運(yùn)動(dòng)中，常遇到慣性問(wèn)題。如在短跑起跑后，人體跑速不能立即到達(dá)最大跑速，而在沖刺之后，人體也不能立即停下來(lái)。這都是慣性的緣故。掌握了慣性定律，在體育運(yùn)動(dòng)中合理地利用慣性，可使肌肉的放松、收縮適時(shí)、有節(jié)奏，動(dòng)作更加協(xié)調(diào)，減少能量消耗，即通常講的使“巧勁〞。如保持一定的速度比改變速度要容易、省力得多，因此在長(zhǎng)距離游泳、賽跑中，提倡用適宜的較穩(wěn)定的速度游、跑。在體操中，特別注意動(dòng)作的連貫性，盡可能防止頻繁地改變運(yùn)動(dòng)速度，以減少不必要的負(fù)荷。例如，上舉杠鈴、單杠及撐桿跳高中的引體向上動(dòng)作，如能保持動(dòng)作的連貫性，則能較容易地完成動(dòng)作。反之，動(dòng)作中途停頓，則會(huì)加大動(dòng)作的難度，甚至?xí)?dǎo)致動(dòng)作的失敗。慣性定律在體育學(xué)中應(yīng)用很廣，如跳高中運(yùn)發(fā)動(dòng)的助跑，其目的是為了提高速度，增加動(dòng)力，因而這種慣性作用具有很大的促進(jìn)力，可以使其跳得更高；又如踢足球，鏟球?yàn)槭裁慈菀姿さ?；百米沖刺時(shí)，到終點(diǎn)后很難停??；舉重運(yùn)發(fā)動(dòng)在提杠鈴或上舉杠鈴時(shí)為什么要注意用大力氣，把握杠鈴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即抑制靜止?fàn)顟B(tài)使之進(jìn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，一旦杠鈴進(jìn)入運(yùn)動(dòng)，就要求運(yùn)發(fā)動(dòng)保持舉杠鈴時(shí)動(dòng)作的連貫性，中途稍有停頓，不僅不可能完成動(dòng)作，還可能導(dǎo)致比賽的失敗。這說(shuō)明當(dāng)人身體的*一局部受到外力作用時(shí)，身體的另一局部不能立刻隨之改變。2.2牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律及其在體育中的應(yīng)用假設(shè)物體A對(duì)物體B的作用力為F，則物體B同時(shí)以力F反作用物體A，兩力的大小相等，方向相反，并在同一直線上，牛頓第三定律說(shuō)明了力是物體間的相互作用。相互作用力總是等大、反向、沿同一直線。正確理解相應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)注意的幾點(diǎn)，作用力和反作用力分別作用在不同的物體上，分別產(chǎn)生各自的效應(yīng)。它們不同于一對(duì)平衡力。如踢足球，腳對(duì)球的作用力為，作用在球上，使球產(chǎn)生加速度和形變。而球?qū)δ_的作用力同時(shí)作用在腳上，使腳產(chǎn)生向后的加速度和受到壓迫。雖然二力大小相等，但作用在不同的物體上，產(chǎn)生不同的效果。作用力和反作用力互為存在條件。它們總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)存在、同時(shí)消失。作用力和反作用力必是同種性質(zhì)的力。如果作用力是摩擦力，反作用力也是摩擦力；如果作用力是彈性力，反作用力一定也是彈性力。作用力與反作用力等值反向，沿同一直線這一規(guī)律，不受相互作用的兩物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響。不管它們處于靜止?fàn)顟B(tài)還是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，相互作用力的上述規(guī)律仍然成立。當(dāng)人們進(jìn)展各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用力與反作用力問(wèn)題是普遍存在的。弄清它們的關(guān)系，才能正確分析體育運(yùn)動(dòng)中各力的特點(diǎn)，結(jié)合牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)展深入研究。在走、跑、跳等動(dòng)作中，人體所獲得的動(dòng)力是人蹬地過(guò)程中，地面給人體的反作用力。要獲得較大的反作用力作為人體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，必須加大人的蹬地力。這又取決于人體肌肉活動(dòng)引起的對(duì)地面作用力的大小。肌肉活動(dòng)是主動(dòng)的。為了提高人體運(yùn)動(dòng)效果，最重要的是提高肌肉收縮速度和力量，以加大蹬地力從而得到一個(gè)大的反作用力，使人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，這也是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)有別于普通力學(xué)的特點(diǎn)之一。為了尋求更大的對(duì)人體作用的地面反作用力，實(shí)踐中采用一些措施，創(chuàng)造*種良好的作用條件。例如，選擇堅(jiān)硬的場(chǎng)地、在跑鞋、跳鞋上安上釘子，起跳時(shí)用起跑器等等。2.3牛頓運(yùn)動(dòng)定律在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向沿著圓周的切向不斷變化，因而存在向心加速度，其大小為，方向指向圓心。由牛頓第二定律得知，此時(shí)物體必受到外力的作用，這個(gè)外力的方向也始終指向圓心，大小為這個(gè)力就叫向心力。因此向心力可定義為：物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到跟速度方向垂直、并且沿著半徑指向圓心的力叫向心力。由此可知物體作圓周運(yùn)動(dòng)的必要條件是，物體必須受到一個(gè)與速度方向垂直的外力作用，才能不斷地改變物體運(yùn)動(dòng)的方向。如果作用力與速度方向平行，這個(gè)力就只改變速度的大小而不改變速度的方向，即物體只作變速運(yùn)動(dòng)。人帶動(dòng)鏈球作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，手臂通過(guò)鐵鏈對(duì)球施加向心力，不斷改變球的運(yùn)動(dòng)方向，使球得以實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)。既然作圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到向心力的作用，則，由牛頓第三定律得知，必須同時(shí)存在一個(gè)反作用力，它是作圓周運(yùn)動(dòng)的物體施加在向心力的施力物體上。這個(gè)力與向心力大小相等、方向相反，即沿半徑背離圓心，故稱為離心力。在上述的例子中，手臂向拉鏈球的力是向心力，手臂受鏈球向外的拉力就是離心力。向心力的作用點(diǎn)在鏈球上，而離心力的作用點(diǎn)在手上。有人認(rèn)為松手后，鏈球沿切線飛出應(yīng)是離心力作用的結(jié)果，這是不對(duì)的。因?yàn)?，第一，離心力是沿半徑指向外的，所以不可能控制鏈球沿切線方向飛出去；第二，離心力是作用在手上，不會(huì)對(duì)鏈球產(chǎn)生作用；第三，松手后，向心力消失，離心力也同時(shí)消失，不可能再產(chǎn)生作用。正確地解釋是，松手后鏈球不再受向心力的作用，因慣性的緣故沿切線方向飛出去。產(chǎn)生向心力的方式是多種多樣的。有的是由約束物產(chǎn)生的。如運(yùn)發(fā)動(dòng)在投擲鏈球時(shí)，由于手拉鏈球旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生向心力；運(yùn)發(fā)動(dòng)的手約束鐵餅使鐵餅旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生向心力；在彎道跑或騎自行車轉(zhuǎn)彎，人和車需向圓心一側(cè)傾斜，這時(shí)，人和車的重力與地面的支撐力不在一條豎直線上。由重力和支撐力形成合力即是向心力。向心力并非是一種新形式的力。向心只是指力的作用方向而已。重力、摩擦力和彈性力都可產(chǎn)生這種作用效果。如在單杠大回環(huán)中，單杠作為約束物對(duì)人體施加的向心力，是由于單杠的形變而產(chǎn)生的彈性力。上面提到的彎道跑和騎自行車轉(zhuǎn)彎等所產(chǎn)生的向心力，是由重力和支撐力產(chǎn)生的。2.4動(dòng)量定理及其在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用動(dòng)量定理亦稱動(dòng)量原理，是描述物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化規(guī)律的根本定理之一。物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在*段時(shí)間動(dòng)量的改變等于所受合外力在這段時(shí)間的沖量I。動(dòng)量定理可由牛頓第二定律推導(dǎo)出來(lái)。在研究具體問(wèn)題時(shí)，有時(shí)人們關(guān)心的不是力的瞬時(shí)效應(yīng)，而是累積效應(yīng)。如推鉛球的作用時(shí)間為，通常關(guān)心的是在這段時(shí)間，鉛球的動(dòng)量增加了多少，出手時(shí)的動(dòng)量為多大。如果一個(gè)外力作用在物體上一段時(shí)間。由牛頓第二定律可以求出每一瞬時(shí)加速度的大小和方向，但不能求出動(dòng)量的變化量。由于物體動(dòng)量發(fā)生變化是沖量作用的直接結(jié)果，物體動(dòng)量的變化只取決于外界沖量大小而無(wú)須深究力在作用過(guò)程中變化的具體細(xì)節(jié)。兩個(gè)不同的外力，盡管它們的變化情況不同，但只要它們所產(chǎn)生的沖量值一樣，導(dǎo)致物體動(dòng)量的變化值也將一樣。這—點(diǎn)對(duì)分析具體問(wèn)題帶來(lái)很大的方便。如我們可用一個(gè)恒力來(lái)代替一個(gè)變力的作用，只要這個(gè)恒力在一樣的時(shí)間產(chǎn)生的沖量與變力一樣。這樣的恒力通常稱為變力的平均沖力。動(dòng)量定理在碰撞、沖擊等問(wèn)題中有重要意義。由于瞬時(shí)作用的沖力很難測(cè)定，所以這時(shí)的牛頓第二定律無(wú)法直接應(yīng)用。但可根據(jù)動(dòng)量定理測(cè)定物體在碰撞或沖擊前后動(dòng)量的變化，來(lái)確定沖力的沖量大小，并根據(jù)作用時(shí)間的長(zhǎng)短，計(jì)算出沖力的平均數(shù)值。運(yùn)用動(dòng)量定理還可以計(jì)算人體運(yùn)動(dòng)中的一些力學(xué)參數(shù)。在跳躍工程中，用測(cè)力臺(tái)測(cè)出踏跳力隨時(shí)間的變化曲線，就可以求出人體所受的沖量，運(yùn)用動(dòng)量定理，則可求出人體騰空的速度。在另一些情況下，在動(dòng)作的電子圖片上可以計(jì)算出人體或器械的運(yùn)動(dòng)速度。反過(guò)來(lái)，也可以計(jì)算出相應(yīng)的平均沖力大小。例如，用測(cè)力臺(tái)測(cè)出運(yùn)發(fā)動(dòng)跳高起跳過(guò)程的垂直分力曲線圖。整個(gè)起跳過(guò)程可分為撞板階段和蹬板階段。蹬板階段運(yùn)發(fā)動(dòng)獲得向上的動(dòng)量是由蹬板階段沖量的大小所決定。向上的動(dòng)量大，則運(yùn)發(fā)動(dòng)騰空的垂直初速度也大。設(shè)開(kāi)場(chǎng)蹬板瞬間垂直速度為零，則動(dòng)量為零；騰空垂直速度為，運(yùn)發(fā)動(dòng)質(zhì)量為，則運(yùn)發(fā)動(dòng)在蹬板階段動(dòng)量的變化為。在這個(gè)階段運(yùn)發(fā)動(dòng)所受的外力有重力，支撐反作用力，合力為，所產(chǎn)生的沖量為。動(dòng)量定理在體育運(yùn)動(dòng)的研究中應(yīng)用廣泛。根據(jù)此定理，可以對(duì)運(yùn)動(dòng)技術(shù)提出一些一般性的原則。例如：在投擲工程中，為了增加器械的出手速度，即增加器械的出手動(dòng)量，應(yīng)增加在最后用力階段對(duì)器械的沖量。這要求在發(fā)揮最大力量的同時(shí)，延長(zhǎng)力的作用時(shí)間。根據(jù)人體肌肉的用力特點(diǎn)，如果有意識(shí)地放慢動(dòng)作的速度來(lái)延長(zhǎng)作用時(shí)間就不能到達(dá)增加沖量的目的。正確的作法是，在保證發(fā)揮肌肉最大用力的同時(shí)，通過(guò)延長(zhǎng)力的作用距離來(lái)延長(zhǎng)作用時(shí)間。如在投擲工程中，往往要求在最后用力前使身體盡可能超越器械。其作用：一方面可使原動(dòng)肌充分拉長(zhǎng)，以提高肌肉的收縮力；另一方面可延長(zhǎng)最后用力的作用距離，從而延長(zhǎng)作用時(shí)間，到達(dá)增大沖量的目的。這在體育運(yùn)動(dòng)中多見(jiàn)，如短跑中要求后蹬充分，以增大蹬地時(shí)的工作距離來(lái)增加力的作用時(shí)間；游泳運(yùn)發(fā)動(dòng)屈臂“〞型劃水代替直臂劃水，其目的也是為了增加力的作用時(shí)間?？傊哟笕梭w所受沖量，可增加沖力或增加力的作用時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可同時(shí)加大二者來(lái)實(shí)現(xiàn)。假設(shè)要減少對(duì)人體的沖力，就得延長(zhǎng)力作用的時(shí)間，各種落地緩沖動(dòng)作就是典型的例子。由動(dòng)量定理可知，如果動(dòng)量的變化量是一個(gè)常量，即沖量值也應(yīng)是一個(gè)常量。這時(shí)延長(zhǎng)作用時(shí)間，就可以減少?zèng)_力的大小。如落地動(dòng)作，一般要求從前腳掌著地，迅速過(guò)渡到全腳掌，同時(shí)屈膝屈髖伸踝，其目的就是延長(zhǎng)與地面的作用時(shí)間，減小沖力對(duì)人體的作用。又如接高速來(lái)球，當(dāng)手接球的同時(shí)曲肘回收，順勢(shì)接球，可延長(zhǎng)手與球的作用時(shí)間，從而減少球?qū)κ值臎_力作用。各種球類運(yùn)動(dòng)中的許多動(dòng)作屬于沖擊性動(dòng)作，如排球中的發(fā)球、扣球和墊球；足球中的踢球、頂球；乒乓球、棒球、冰球、網(wǎng)球等的擊球動(dòng)作。根據(jù)比賽的技、戰(zhàn)術(shù)要求，想要調(diào)整完成這些動(dòng)作時(shí)的沖力大小、方向以及作用時(shí)間，以使球體獲得不同的動(dòng)量。2.5摩擦力及其在體育中的應(yīng)用相互接觸的兩個(gè)物體，在接觸面上發(fā)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力叫摩擦力。摩擦通常分為滑動(dòng)摩擦、滾動(dòng)摩擦和靜摩擦幾種。在所有其它條件均一樣時(shí)，兩物體之間的滑動(dòng)摩擦力比最大靜摩擦力小。摩擦力的大小與接觸面間的壓力大小有關(guān)，接觸面粗糙程度一定時(shí)，壓力越大摩擦力越大。生活中我們有這樣的常識(shí)，當(dāng)自行車車胎氣缺乏的時(shí)候，騎起來(lái)更費(fèi)力一些。摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，摩擦力越大。摩擦力在體育中的應(yīng)用隨處可見(jiàn)。如賽車時(shí)，車輪多是非常粗糙的防滑輪，其目的就是為了增大摩擦力；拔河時(shí)，在雙方力量相當(dāng)?shù)那闆r下，腳下摩擦力的大小是勝負(fù)的關(guān)鍵。所以，有經(jīng)歷的運(yùn)發(fā)動(dòng)都知道要穿運(yùn)動(dòng)鞋，最好能在腳下挖一小坑，增大摩擦力。當(dāng)然，在體育實(shí)踐中，有些動(dòng)作需要減少摩擦力，也有些動(dòng)作需要增大摩擦力。例如體操運(yùn)發(fā)動(dòng)在上杠前手上抹一些鎂粉，做自由體操前，運(yùn)發(fā)動(dòng)在體操鞋底蘸點(diǎn)松香粉，目的都是為了增大摩擦力。而滑冰運(yùn)發(fā)動(dòng)比賽前磨冰刀、在滑雪板上涂上潤(rùn)滑油等，目的卻是為了減少摩擦力[6]。2.6人體運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系人體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，肌肉收縮力牽引骨杠桿發(fā)生機(jī)械位移，從而對(duì)外做功。其結(jié)果或是改變?nèi)梭w運(yùn)動(dòng)的速度、人體的姿勢(shì)和位置，使人體的能量狀態(tài)發(fā)生改變或是改變器械的運(yùn)動(dòng)速度或空間位置，使器械的能量狀態(tài)改變。這些過(guò)程實(shí)質(zhì)上是人體在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的支配下，體儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)城能和熱能的過(guò)程。即使人體完成靜力性工作，雖然沒(méi)有改變?nèi)梭w或器械的機(jī)械能量狀態(tài)，但也消耗了體的化學(xué)能，以熱量的形式散發(fā)掉。因此普遍地講，人體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程就是能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程。掌握人體運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系及能量轉(zhuǎn)換特點(diǎn)，對(duì)正確認(rèn)識(shí)人體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，分析研究運(yùn)動(dòng)技術(shù)，以提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)是十分重要的。在力學(xué)上，功和能是兩個(gè)密切聯(lián)系的力學(xué)量。功是能量轉(zhuǎn)換的量度。但凡由一種能量轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N能量，其過(guò)程都通過(guò)做功表達(dá)出來(lái)。能量是物體做功本領(lǐng)大小的反映。如果一個(gè)物體能夠做功，則說(shuō)明物體具有能量。物體做功的本領(lǐng)越大，具有的能量就越大。2.6.1機(jī)械能及其在體育中的應(yīng)用在體育運(yùn)動(dòng)中，人體的各種運(yùn)動(dòng)形式：推、拉、蹬伸、緩沖、鞭打等動(dòng)作，都是通過(guò)肌肉收縮力使人體關(guān)節(jié)或器械發(fā)生一定的位移，這時(shí)肌肉收縮力就對(duì)外界作了功。由此可知功是力對(duì)物體作用效果的一種量度，反映了力對(duì)物體作用效果隨物體位移的累積。2.6.2勢(shì)能及其在體育中的應(yīng)用由于相互作用的物體間的相對(duì)位置決定的能量叫勢(shì)能。它包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能兩種。重力勢(shì)能：一個(gè)靜止的物體，只要它處于一定的高度，當(dāng)它下落時(shí)，就可以做功。這種能量是由于物體與地球的相對(duì)位置發(fā)生變化而具有的，叫重力勢(shì)能。一個(gè)質(zhì)量為的物體，距地面高度為，則它具有的重力勢(shì)能為mgH顯然，物體所處的位置愈高，其重力勢(shì)能愈大。彈性勢(shì)能：拉滿了的弓能將箭射出去；壓彎了的尼龍桿能把人彈起。這說(shuō)明發(fā)生了彈性形變的物體也可對(duì)外做功，因而具有能量。物體由于發(fā)生彈性形變所具有的能量叫做彈性勢(shì)能。只要是彈性體，發(fā)生形變時(shí)就具有彈性勢(shì)能。例如，籃球、排球、足球、乒乓球、網(wǎng)球等在外力作用下變形時(shí)，具有彈性勢(shì)能。2.7機(jī)械能守恒和轉(zhuǎn)化定律及其在體育中的應(yīng)用由功能原理可知，如果系統(tǒng)所受外力〔除重力和彈力〕都不做功或所做功的總和為零，或物體所受合外力為零，即，這時(shí)系統(tǒng)的總機(jī)械能保持不變。在體育運(yùn)動(dòng)中，嚴(yán)格的機(jī)械能守恒是不存在的。因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)中，人體所具有的機(jī)械能可以通過(guò)肌肉活動(dòng)而增加〔由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能〕，也可能由于抑制摩擦力產(chǎn)生熱能而消耗一局部機(jī)械能。但就自然界總的能量來(lái)講是守恒的。在這個(gè)前提下，各種形式的能是可以互相轉(zhuǎn)換的。但能量不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能由一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式，這是自然界最普遍最重要的規(guī)律——普遍的能量守恒和轉(zhuǎn)化定律。2.8彈性力及其在體育中的應(yīng)用發(fā)生形變的物體要恢復(fù)原來(lái)的形狀而作用在與它相接觸的物體上的力，叫做彈性力。所以彈性力發(fā)生在直接接觸的物體之間，并以物體發(fā)生形變?yōu)橄葲Q條件。如在人體作用下，跳水跳板、撐竿跳高中的彈性竿、體操中的單杠、雙杠及上下杠等體育器械都會(huì)發(fā)生一定的形變。產(chǎn)生的彈性力可作用在人體上，加大人體運(yùn)動(dòng)的速度或動(dòng)作幅度。2.9斜拋運(yùn)動(dòng)及其在體育中的應(yīng)用向斜上方拋出的物體運(yùn)動(dòng)叫斜拋運(yùn)動(dòng)[5]。斜拋運(yùn)動(dòng)又分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。水平方向的距離叫射程，豎直方向的距離叫射高。實(shí)驗(yàn)證明，在拋射角小時(shí)，射程隨著拋射角的增大而增大；當(dāng)拋射角為時(shí)，射程最大；拋射角增大，射程反而減小。投出的標(biāo)槍、擲出的鉛球、跳遠(yuǎn)時(shí)的助跑等都是斜拋運(yùn)動(dòng)。從理論上講，要想獲得最大的射程，拋射角應(yīng)該為。但實(shí)際上射程還與拋出點(diǎn)的高度有關(guān)，取得射程最大的拋射角不是，而是，假設(shè)運(yùn)發(fā)動(dòng)的身體較高，拋射角應(yīng)該是為佳。第3章物理定律在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用實(shí)例3.1投擲運(yùn)動(dòng)物理學(xué)在體育中還有許多應(yīng)用。如相互作用力的應(yīng)用．在拳擊運(yùn)動(dòng)中，雙方對(duì)打就是作用力和反作用力的比賽。由于雙方打的部位不同，所以，才有作用程度的不同。才有勝負(fù)之分；又如動(dòng)量、沖量的應(yīng)用。跳遠(yuǎn)時(shí)，跳坑里面放的沙子；跳高時(shí)，跳桿下面放的海棉．其目的都是為了運(yùn)發(fā)動(dòng)落地時(shí)增大作用時(shí)間，從而減小對(duì)運(yùn)發(fā)動(dòng)的沖擊力。還有功和能的應(yīng)用。舉重運(yùn)發(fā)動(dòng)舉重的過(guò)程就是重力做功的過(guò)程，也是運(yùn)發(fā)動(dòng)能量損耗的過(guò)程，做多少功，就需要有多少能量消耗。因而，身材矮的運(yùn)發(fā)動(dòng)重力做功小，能量損耗也少，反則反之。如果你經(jīng)常觀看足球比賽的話，一定見(jiàn)過(guò)罰前場(chǎng)直接任意球。這時(shí)候，通常是防守方五六個(gè)球員在球門前組成一道“人墻〞，擋住進(jìn)球路線。進(jìn)攻方的主罰隊(duì)員，起腳一記勁射，球繞過(guò)了“人墻〞，眼看要偏離球門飛出，卻又沿弧線拐過(guò)彎來(lái)直入球門，讓守門員措手不及，眼睜睜地看著球進(jìn)了大門。這就是頗為神奇的“香蕉球〞。為什么足球會(huì)在空中沿弧線飛行呢.原來(lái)，罰“香蕉球〞的時(shí)候，運(yùn)發(fā)動(dòng)并不是拔腳踢中足球的中心，而是稍稍偏向一側(cè)，同時(shí)用腳背摩擦足球，使球在空氣中前進(jìn)的同時(shí)還不斷地旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，一方面空氣迎著球向后流動(dòng)，另一方面，由于空氣與球之間的摩擦，球周圍的空氣又會(huì)被帶著一起旋轉(zhuǎn)。這樣，球一側(cè)空氣的流動(dòng)速度加快，而另一側(cè)空氣的流動(dòng)速度減慢。物理知識(shí)告訴我們：氣體的流速越大，壓強(qiáng)越小〔伯努利方程〕。由于足球兩側(cè)空氣的流動(dòng)速度不一樣，它們對(duì)足球所產(chǎn)生的壓強(qiáng)也不一樣，于是，足球在空氣壓力的作用下，被迫向空氣流速大的一側(cè)轉(zhuǎn)彎了。足球罰點(diǎn)球時(shí)，球速高到達(dá)，球速如此高，如果守門員的反響時(shí)間過(guò)大。再加上從站立處撲到撲球點(diǎn)需要一定的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，所以守門員就不容易撲住點(diǎn)球了。守門員用胸部停球，則胸部所受沖力高達(dá)1470N，如果用雙手接球，沖力瞬間要減少到490N，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)手臂運(yùn)動(dòng)可使球的制動(dòng)距離延長(zhǎng)3倍的緣故。它可用動(dòng)量定理來(lái)解釋：碰撞時(shí)間增大了，作用力減小了。投擲鉛球和標(biāo)槍的運(yùn)發(fā)動(dòng)，大都是來(lái)用助跑的方法，在快速奔跑中把投擲物投擲出去。這是為了使投擲物在出手以前就有較高的運(yùn)動(dòng)速度，再加上運(yùn)發(fā)動(dòng)有力的投擲動(dòng)作，投擲物就能飛得更遠(yuǎn)。推鉛球時(shí)，運(yùn)發(fā)動(dòng)被限制在固定半徑的投擲圈，根本無(wú)法通過(guò)助跑來(lái)提高鉛球的初速度。如果站在那兒不動(dòng)，把處于靜止?fàn)顟B(tài)的鉛球投擲出去，那是投擲不遠(yuǎn)的。由此可知，要使鉛球在出手前就有較大的運(yùn)動(dòng)速度，必須增加給鉛球施加作用力的時(shí)間〔在作用力不變的情況下〕。所以，鉛球運(yùn)發(fā)動(dòng)大都是采用背向滑步的方法：先把上身扭轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，背向投擲方向，然后擺腿、滑步、前沖，再用力推出鉛球。通過(guò)這一系列的動(dòng)作，使鉛球在推出前就已具有較大的運(yùn)動(dòng)速度。對(duì)于優(yōu)秀的運(yùn)發(fā)動(dòng)來(lái)說(shuō)，滑步推鉛球比原地推鉛球可增加約的成績(jī)。投鉛球時(shí)的角度應(yīng)該是多少在學(xué)習(xí)物理時(shí)討論過(guò)斜拋運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題：將物體以一定的速率斜向上拋出，如果空氣阻力可以忽略，則仰角為多大時(shí)拋出的距離最遠(yuǎn).上面問(wèn)題的答案為。但是，推鉛球的情況不同，鉛球的拋擲點(diǎn)不是在地面上，而是離地有一段高度。所以，以同一出手速率作及仰角拋擲，當(dāng)落回拋擲點(diǎn)同一水平面時(shí)，水平距離以者較大。但是，當(dāng)它們落到地面時(shí)，水平距離卻可能是者較大。通過(guò)復(fù)雜的計(jì)算，可以得到以下的結(jié)論：推鉛球獲得最大的距離，其出手的仰角應(yīng)小于。這角度隨鉛球出手速度的增大而增大，而隨出手高度的增大而減小。對(duì)出手高度為，而出手速度為的人來(lái)說(shuō)，手仰角應(yīng)為。至于其他投擲類，受空氣的作用力影響較大，各有不同的最正確仰角。例如擲鐵餅為；標(biāo)槍為；鏈球?yàn)椤Ｍ稊S成績(jī)的決定因素還取決與在最后用力的技巧上，投擲臂的快旋轉(zhuǎn)及手腕、手指的甩動(dòng)，能給投擲物再加速，從而有助于提高出手速度。投擲標(biāo)槍時(shí)，還可以通過(guò)使投擲物產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻淖杂蛇\(yùn)動(dòng)，來(lái)提高標(biāo)槍在空中飛行的穩(wěn)定性。作用在物體上的力應(yīng)通過(guò)鉛球的重心、標(biāo)槍的縱軸。3.2拔河運(yùn)動(dòng)根據(jù)牛頓第三定律〔即當(dāng)物體甲給物體乙一個(gè)作用力時(shí)，物體乙必然同時(shí)給物體甲一個(gè)反作用力，作用力與反作用力大小相等，方向相反，且在同一直線上〕，對(duì)于拔河的兩個(gè)隊(duì)，甲對(duì)乙施加了多大拉力，乙對(duì)甲也同時(shí)產(chǎn)生一樣大小的拉力?？梢?jiàn)，雙方之間的拉力并不是決定勝負(fù)的因素。對(duì)拔河的兩隊(duì)進(jìn)展受力分析就可以知道，只要所受的拉力小于與地面的最大靜摩擦力，就不會(huì)被拉動(dòng)。因此，增大與地面的摩擦力就成了勝負(fù)的關(guān)鍵。首先，穿上鞋底有凹凸花紋的鞋子，能夠增大摩擦系數(shù)，使摩擦力增大；還有就是隊(duì)員的體重越重，對(duì)地面的壓力越大，摩擦力也會(huì)增大。大人和小孩拔河時(shí)，大人很容易獲勝，關(guān)鍵就是由于大人的體重比小孩大。另外，在拔河比賽中，勝負(fù)在很大程度上還取決于人們的技巧。比方，腳使勁蹬地，在短時(shí)間可以對(duì)地面產(chǎn)生超過(guò)自己體重的壓力。再如，人向后仰，借助對(duì)方的拉力來(lái)增大對(duì)地面的壓力等等。其目的都是盡量增面對(duì)腳底的摩擦力，以?shī)Z取比賽的勝利。拔河比賽獲勝的訣竅，首先，根據(jù)物體慣性大小與質(zhì)量的關(guān)系，拔河隊(duì)員質(zhì)量越大，慣性也越大，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變，穩(wěn)定性越好。故組隊(duì)時(shí)應(yīng)挑選身強(qiáng)力壯、體重大的人。其次，根據(jù)合力與分力的關(guān)系，分力大小一定時(shí)，分力間的夾角越小，產(chǎn)生的合力越大。因此，拔河時(shí)繩線一定要保持一條直線，不能左右搖擺，每個(gè)隊(duì)員都應(yīng)順著繩線向后拉，力爭(zhēng)保持各分力間的夾角為零，不能各自向兩側(cè)或其它方向拉。第三，要利用靜摩擦力。運(yùn)發(fā)動(dòng)的鞋子首選鞋底粗糙不打滑、摩擦系數(shù)較大的；拔河時(shí)，運(yùn)發(fā)動(dòng)的身體要向后傾，腳用力向前蹬地，使腳相對(duì)于地面有向前的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，地對(duì)人產(chǎn)生向后的靜摩擦力。切不可身體前傾，腳向后蹬地或向后翹起，那樣做只會(huì)幫倒忙。3.3跳躍運(yùn)動(dòng)跳高運(yùn)發(fā)動(dòng)能騰起越過(guò)橫桿，靠的是助跑的慣性力和起跳蹬地時(shí)支撐力的反作用力。由于慣性力的方向是水平向前的，而支撐反作用力是垂直〔或近似垂直〕向上的，所以起跳后的身體重心沿著一個(gè)拋物線軌跡運(yùn)動(dòng)。這個(gè)拋物線軌跡的高度，取決于起跳時(shí)騰起初速度和騰起角的大小，也就是說(shuō)，騰起初速度和騰起角是增加跳高高度的關(guān)鍵。一般說(shuō)來(lái)，應(yīng)該盡可能增大這兩項(xiàng)數(shù)值。最大騰起角為。然而，由于跳高不是單純的垂直向上運(yùn)動(dòng)，越過(guò)橫桿還必須有一個(gè)向前的力量；再則，還須充分利用水平速度來(lái)增大騰起初速度，因此，騰起角應(yīng)小于。至于騰起初速度，則和運(yùn)發(fā)動(dòng)的素質(zhì)和技術(shù)的熟練程度密切相關(guān)。騰起初速度越大，跳得就越高。當(dāng)騰起角一定時(shí)，騰起初速度是起決定作用的。提高跳遠(yuǎn)成績(jī)的方法。首先，運(yùn)發(fā)動(dòng)平時(shí)要加強(qiáng)腿部彈跳力和奔跑速度的訓(xùn)練；第二，運(yùn)發(fā)動(dòng)在跳遠(yuǎn)時(shí)要在適當(dāng)?shù)木嚯x助跑，接近起跳板前要加速，力爭(zhēng)獲得較大起跳速度；第三，起跳時(shí)，腳要用力向后下方蹬起跳板，成“騰空步〞狀，根據(jù)牛頓第三定律，這樣做可以使運(yùn)發(fā)動(dòng)獲得較大的向上前方的反作用力；另外，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，這樣做可以使運(yùn)發(fā)動(dòng)在起跳過(guò)程中，能有更多的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，從而獲得較大的速度、增大跳遠(yuǎn)距離；第四，起跳成“騰空步〞后，應(yīng)使擺動(dòng)腿向后快速下放擺動(dòng)、用力向前伸展胸腰、雙手向后擺動(dòng)，靠身體肌肉伸縮，通過(guò)相應(yīng)的力做正功，來(lái)增加跳遠(yuǎn)運(yùn)發(fā)動(dòng)的動(dòng)能，延長(zhǎng)其在空中“飛行〞的時(shí)間，增加跳遠(yuǎn)距離；最后，運(yùn)發(fā)動(dòng)落地時(shí)，身體要收，降低重心位置，增加落地時(shí)身體的穩(wěn)度[7]。3.4滑雪運(yùn)動(dòng)正是由于重力的存在。才使高山滑雪者在下滑時(shí)能到達(dá)驚人的速度。不過(guò)。雖然重力對(duì)于滑雪者來(lái)說(shuō)是一種極其重要的作用力，但在下滑過(guò)程中如不對(duì)其進(jìn)展一定的控制，滑雪者就會(huì)像一列脫軌的火車那樣筆直地沖下傾斜的雪道。這是十分危險(xiǎn)的。為了對(duì)下滑的速度有所控制與確保平安，滑雪者必須通過(guò)不斷轉(zhuǎn)彎，沿“〞形路線滑下坡道。干凈利落的的快速轉(zhuǎn)彎不僅能使滑雪者保持對(duì)身體良好的控制，同時(shí)也是縮短下坡時(shí)間的秘訣所在。滑雪運(yùn)發(fā)動(dòng)轉(zhuǎn)彎動(dòng)作之所以如此精準(zhǔn)漂亮，得歸功于他們充分利用了牛頓第三定律，也就是作用力與反作用力。在進(jìn)展高山滑雪時(shí)，如果回轉(zhuǎn)技術(shù)掌握的好，不僅會(huì)在雪面上留下光滑的“〞形弧線而且還能減少滑雪板因?yàn)榇蚧皖澏抖哪芰?。從物理學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，沒(méi)有打滑的完美回轉(zhuǎn)會(huì)帶來(lái)最正確的滑雪表現(xiàn)，而滑雪板的邊刃