1、体育运动论文:浅析体育运动中的物理知识【摘要】体育是我们最喜欢的课程,平时同学们在体 育课中,进行各种各样的体育活动,其实每一项体育运动中 都渗透着许多物理知识。【关键词】体育运动 物理知识现代教育理念要求学生掌握科学文化知识的同时,特别 重视培养学生对知识的应用能力,将单一型人材的培养转化 为复合型人材的培养,使得教学中注重了学科之间的渗透。 在全民健身计划大力实施的今天,娱乐体育、终身体育的需 要,运动者掌握好科学文化知识就显得更为重要。体育运动 与物理知识有着密切的联系,如果体育爱好者、体育训练者 以及在校学生将掌握好的物理知识应用于实际的各项运动 中,必会快速地掌握正确的动作和要领,取
2、得好的运动成绩, 同时也会大大激发他们的运动热情和学习兴趣。同时你若能 用科学的观点来审视体育运动中的有关问题,将对你掌握物 理知识有很大的帮助,你会发现物理无处不在。下面介绍几 个最常见的用到物理学原理的运动现象。一、拔河中的物理知识在拔河比赛中,许多人会认为:哪队的力气大哪个队就 能赢。实际上,这个问题并不那么简单。根据牛顿第三定律, 对于拔河的两个队,甲对乙施加了多大拉力,乙对甲也同时 产生一样大小的拉力。可见,双方之间的拉力并不是决定胜负的因素。对拔河的两队分别进行受力分析就可以知道,只 要所受的拉力小于地面的最大静摩擦力,就不会被拉动。因 此,增大与地面的摩擦力就成了胜负的关键。根据
3、摩擦力的 大小与接触面的动摩擦因数成正比,与接触面的压力成正 比。所以队员先要穿上有凹凸花纹的鞋子,能够增大摩擦系 数,使摩擦力增大;还有就是队员的体重越重,对地面的压 力越大,摩擦力也会越大。大人和小孩拔河时,大人与小孩 受到的拉力相等,而大人获胜,关键就是由于大人的体重比 小孩大。另外,在拔河比赛时,不希望地面上有许多砂子, 是防止滑动摩擦转化为滚动摩擦,使得摩擦力减小。胜负在 很大程度上还取决于人们的技巧。比如,脚使劲蹬地,在短 时间内可以对地面产生超过自己体重的压力。再如,人向后 仰,借助对方的拉力来增大对地面的压力,等等。其目的都 是尽量增大地面对脚底的摩擦力,以夺取比赛的胜利。二、
4、跳高中的物理知识跳高运动员为什么能向上跃起?这是我们非常关心又 觉得好奇的。其实跳高运动员在跳高前先助跑一段路程,后 用脚向下蹬地面,脚对地面施加了一个向下的作用力,而力 的作用是相互的,在这同时,地面也给人一个向上的作用力, 因而运动员能够向前跃起。运动员在向上运动的过程中,为 什么速度减小?运动员在向下降落的过程中,为什么速度增 大?这是因为运动员在向上运动的过程中,受到的重力方向竖直向下,与速度方向相反,因而速度减小,而运动员在向 下降落的过程中,重力方向与速度方向相同,因而速度增大。 因此要挑选体重较轻的人参加。而很少有体重较重的选手。三、跑步中的物理知识任何物体在运动过程中都要受到摩
5、擦力的作用。短跑运 动员在短跑时为了提高成绩,需要增大摩擦。这时要换穿短 跑运动鞋,这种鞋的底部安有小钉,运动员在高速奔跑时, 小钉可以扎进跑道,有效地防止运动员打滑摔倒。另外,运 动会上进行的百米赛跑比赛中,计时员一定要看发令枪“冒 烟”时开始计时,而不是听发令的“枪声”时开始计时。因 为看“冒烟”是以光速传播,声音在空气中的传播速度只有 340米/秒,声音传到终点大约需0.29秒的时间,而光传播 100 m所需的时间非常短(几乎不需要时间),所以计时员看 发令枪“冒烟”计时比听“枪声”计时要准确得多。若以所 见枪声计时,运动员已经离开起跑线0.29s 了,就会使运动 员的成绩提高。短跑是分
6、秒必争的径赛,必须争取较大的起 跑加速度,也就是起跑时向前推力f要足够大。如果直立起 跑,就会发生身体后仰的现象。因此,采用蹲踞的姿势起跑, 使地面(或助跑器)作用于足部的合力f通过人体的重心, 人体就不会后仰。跑步越向内跑道,跑的越快,这是向心力 的缘故。跑到终点后,会继续前进一段路程,这是惯性在起 作用。四、乒乓球中的物理知识一些球类运动器械,在制造时,要考虑到增大摩擦的因 素,例如乒乓球正胶球拍胶皮上的胶粒长短和反胶球拍胶皮 上的粘性度、是采取增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的。 当乒乓球瘪了,放入热水中一烫,就会恢复原状。这是气 体的热胀冷缩现象。在打乒乓球时,高抛发球的作用有两个 方面
7、:一是迷惑对方,分散其注意力,使对方只注意球的上 抛而忽略了擦击球的瞬间动作,造成判断失误而击出高球或 下网;二是加快了触球瞬间的球速,使发出的球快速并强烈 旋转。将球竖直上抛,其下落速度v2(忽视空气阻力), 下落时加速度为重力加速度g, h是球上抛到达的最高点与 球拍接触点间的距离。因此,球抛得越高,球下落后速度就 越大,击出的球速度也越大。加上运动员用球拍的技巧,手 腕上的动作造成的旋转与不旋转,就容易造成对方判断失 误。物理学里的冲量等于作用在物体上的力与力的作用时 间的乘积,作用在物体上的冲量等于动量的改变量。当动量 的改变量一定时,如果力的作用时间越长,则作用在物体上 的力越小。冲
8、量定律的这种特例在乒乓球比赛中,选手们在 击球的瞬间,球的运动情况就含有冲量定律的内容。如果物 体受到某一力矩的作用,此物体就会围绕某一固定轴旋转。 当转动惯量一定时,力矩越大,则旋转越强烈。例如,乒乓球选手拉的弧圈球,就是设法引用球拍给乒乓球以摩擦,对 乒乓球施一力矩的作用而产生的。现在,国际乒联决定,改 “小球”为“大球”后,由于“大球”的转动惯量比“小 球”的转动惯量大,所以,球的旋转没有以前强烈。还有很多体育运动都与物理知识有着密切的联系,而体 育课是大家都喜爱的,因为学生可以从运动中求得活力,从 锻炼中获得成长,使身心全面发展,让爱、责任、知识、能 力从汗水中产生。特别是在提倡素质教育、重视学生能力教 学的今天,如果我们教师在课堂上不失时机地讲解有关这方 面知识,必会提高他们参入运动的积极性,使他们感到学有 所用、学有所得,便于巩固学到的科学文化知识,还能最终 达到完成教育教学任务的目的。
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