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體育運(yùn)動中的物理知識
在年少學(xué)習(xí)的日子里,大家對知識點(diǎn)應(yīng)該都不陌生吧?知識點(diǎn)也可以理解為考試時會涉及到的知識,也就是大綱的分支。為了幫助大家更高效的學(xué)習(xí),以下是小編幫大家整理的體育運(yùn)動中的物理知識,希望對大家有所幫助。
舉重中的物理知識
1、在舉重比賽中,運(yùn)動員上場之前總要在手上擦些“碳酸鎂”,人們通常又稱之為“鎂粉”。碳酸鎂質(zhì)量很輕,具有很強(qiáng)的吸濕作用。運(yùn)動員在比賽時,手掌心常會冒汗,這對體操和舉重運(yùn)動員來說非常不利。因?yàn)闈窕恼菩臅鼓Σ亮p小,使得運(yùn)動員握不住器械,不僅影響動作的質(zhì)量,嚴(yán)重時還會使運(yùn)動員從器械上跌落下來,造成失誤,甚至受傷。碳酸鎂能吸去掌心汗水,同時還會增加掌心與器械之間的摩擦力。這樣,運(yùn)動員就能握緊器械,有利于提高動作的質(zhì)量。
2、舉重的基本原理是應(yīng)用經(jīng)典力學(xué)方法建立搬舉動作的力學(xué)模型,定義下肢與地面夾○角θ為廣義坐標(biāo),考慮均勻舉重方式,假定重物提升y1和軀干角α與θ的微分約束關(guān)系,通過對多剛體系統(tǒng)動力學(xué)方程求解,求得髖角β的加速度曲線及髖部的內(nèi)力和內(nèi)力矩,并求得便于深入討論力學(xué)及理解析表達(dá)式。通過分析表明,舉重動作髖部內(nèi)力、內(nèi)力矩大小主要和舉重時角加速度有關(guān),盡量控制以均勻方式舉重方式是舉重的理想方式。
跑步中的物理知識
1、摩擦力:短跑運(yùn)動員在短跑時要換穿短跑運(yùn)動鞋,這種鞋的底部安有小釘,運(yùn)動員在高速奔跑時,小釘可以扎進(jìn)跑道,有效地防止運(yùn)動員打滑摔倒。跑步快慢,需要根據(jù)雙腳與地面的摩擦力大小。穿釘鞋跑步可增大摩擦。若鞋底較滑,摩擦力小,不利于跑步。
2、慣性:跑步越向內(nèi)跑道,跑的越快,這是向心力的緣故。跑到終點(diǎn)后,會繼續(xù)前進(jìn)一段路程,這是慣性在起作用。
3、壓強(qiáng):跑步50米,腳跟不著面,腳尖著地為了增大壓強(qiáng)。
4、加速度:起跑時要增大加速度,即啟動快。
5、慣性:跑到終點(diǎn)后,會繼續(xù)前進(jìn)一段路程。
游泳中的物理知識
1、減小摩擦力:游泳時戴游泳帽,穿游泳衣。游泳穿“鯊魚衣”在游泳比賽中,運(yùn)動員常穿特殊的游泳衣──“鯊魚衣”。穿這種游泳衣的目的是減小運(yùn)動員與水之間的摩擦,提高成績。
2、增加摩擦力:穿著衣服游泳阻力較大,游得慢。
3、作用力與反作用力:人四肢對水有向后的力的作用,水對人有向前的推力作用。
4、自由落體和豎直上拋:跳水運(yùn)動。
球、投籃、乒乓球、足球等球類中的物理知識
、倭δ芨淖兾矬w的運(yùn)動狀態(tài)
、诹δ苁刮矬w發(fā)生形變
、劢忧颍瑩羟驎r球從運(yùn)動→靜止,靜止→運(yùn)動
、芮驌糁芯W(wǎng),網(wǎng)會發(fā)生變形
、菪睊仯阂砸欢ǖ慕嵌韧稊S,射程越遠(yuǎn)。
⑥機(jī)械能:動能和勢能相互轉(zhuǎn)化
。ㄒ唬┿U球(標(biāo)槍)
速度:速度快,瞬間爆發(fā)力,投得就遠(yuǎn)。因?yàn)槌跛俣仍酱,動能越大,投擲的也越遠(yuǎn)。
S=vSin2a/g,當(dāng)a不變v越大S也越大。當(dāng)v不變時,a=45°時,S最大。
弧線越高,球的爆發(fā)力越大。
。ǘ┩痘@:角度成45角投進(jìn)的成功率較高
距離越近,投進(jìn)的成功率。碰板時,幾度打過去,會幾度彈回來。查閱相關(guān)的知識我們作出的解答是:在碰板中,若以幾度打過去,就會以幾度返回來,這道理與光的反射定律是相似的。對于投籃距離越近,投中率越高,是因?yàn)榍蛟谇斑M(jìn)過程中還一邊不斷地下落,若距離近一些,下落的距離也會小一些,這樣命中率也就大了。
(三)乒乓球中的物理知識
1、接球,擊球時球從運(yùn)動→靜止,靜止→運(yùn)動。
2、力能使物體發(fā)生形變,球擊中網(wǎng),網(wǎng)會發(fā)生變形。
3、氣體的熱脹冷縮現(xiàn)象,當(dāng)乒乓球癟了,放入熱水中一燙,就會恢復(fù)原狀。
4、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,從高出落下,再回升,勢能→動能→勢能。越高的地方落下,轉(zhuǎn)化成的動能越大,被反彈上去越高。
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1、球越滾越慢。在球場上踢出的球越滾越慢,最終停下來。這是因?yàn)樘叱龅淖闱蛴捎趹T性要保持原來的運(yùn)動狀態(tài),沿原來的運(yùn)動方向繼續(xù)滾動;而在運(yùn)動方向上只受到了滾動摩擦力的作用,這個阻力改變了足球的運(yùn)動狀態(tài),阻礙足球滾動,使球越滾越慢,所以球最終停止運(yùn)動。
2、守門員接球。當(dāng)隊(duì)員大腳射門時,球速可以高達(dá)100千米/小時。如果守門員用胸部停球,那么胸部所受到的沖力將高達(dá)1500牛;如果用手接球,沖力要減少到500牛。這是因?yàn)橥ㄟ^手臂的運(yùn)動可使球的制動距離延長3倍的緣故。
3、守門員撲點(diǎn)球。守門員撲點(diǎn)球時,撲住的成功率一般只與守門員的判斷反應(yīng)能力有關(guān),為什么呢?因?yàn)辄c(diǎn)球的位置距球門只有9.15米,射門時球速可以高達(dá)100千米/小時,這樣球到球門的時間大約是0.32秒,而人腦的反映時間大約是0.6秒,這樣足球到球門的時間就會遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于人腦的反映時間,所以守門員根本沒有時間調(diào)整自己的意識,因此點(diǎn)球的撲住與否跟守門員對進(jìn)球方向的預(yù)先判斷直接有關(guān)。正是由于這種原因我們在看點(diǎn)球大戰(zhàn)時,球明明向球門左邊飛去而守門員卻撲向右邊就不足為奇了。
4、運(yùn)動員絆倒時前傾?焖俦寂艿倪\(yùn)動員被對方運(yùn)動員的腳或身體絆住時,都是向前傾倒。出現(xiàn)這種情況的原因是:人的下半身由于被絆住而停止了運(yùn)動,上身卻由于慣性仍保持原來的運(yùn)動狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動,于是奔跑的運(yùn)動員絆倒時向前傾倒。
籃球運(yùn)動
籃球運(yùn)動中,運(yùn)球和投籃是常見的動作,在這些動作中都蘊(yùn)含著物理知識。拍球時球下落至地面,當(dāng)球與地面接觸瞬間,球?qū)Φ孛嬗邢蛳碌淖饔昧,根?jù)牛頓第三定律,同時地面會給球向上的反作用力。
球在上升過程中由于空氣阻力等因素致使球上升高度必然小于其下降高度,因此為了使球上升的高度等于下降的高度。拍球者往往要對球施加一個向下的力。投籃時籃球受到來自于投籃者手指的力,從而旋轉(zhuǎn)滑出,在整個過程中滿足角動量守恒定律;@球在飛行過程中有兩個運(yùn)動形式,從投籃者到籃板的平動及籃球自身的轉(zhuǎn)動。由于旋轉(zhuǎn),籃球整體飛行速度不同,底部大于頂部,當(dāng)籃球與籃板接觸時,底部受的力更大,極大地消耗了自身的動能,其速度將急速下降,更容易落人籃筐。
兵乓球運(yùn)動
乒乓球運(yùn)動中經(jīng)常會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)球,旋轉(zhuǎn)球分為上旋球、下旋球和側(cè)旋球。以上旋球?yàn)槔齺矸治觯?dāng)球與球拍接觸的一瞬間,若球拍被向上拉動,則兵乓球在與球拍接觸時受到的力為自身的重力、豎直向上的摩擦力和水平向左的彈力,這三個力形成某一方向的合力,球?qū)⒃诤狭Φ淖饔孟履鏁r針旋轉(zhuǎn)。
如果在球與球拍接觸的瞬間球拍對球施力口某一方向的力,使得球受到這一方向的摩擦力,那么球?qū)⒃诤狭Φ淖饔孟庐a(chǎn)生下旋和側(cè)旋。
田徑運(yùn)動
以立定跳遠(yuǎn)為例,立定跳遠(yuǎn)是通過立定擺臂起跳來完成動作的。在這個過程中擺臂起著至關(guān)重要的作用。根據(jù)能量守恒定律,運(yùn)動員自身的能量是恒定的,起跳時他的能量轉(zhuǎn)化為動能和重力勢能。當(dāng)運(yùn)動員擺臂時,身體將受到合力的作用,合力做功,起跳時運(yùn)動員的能量就多了合力所做的功,合力越大,功越大,運(yùn)動員起跳時獲得的動能就越大,他跳的就趟元。所以了解在起跳時如何擺臂能獲得最大的起跳速度是非常重要的。
體操運(yùn)動
體操動作中同樣也涉及到許多的物理知識,比如旋轉(zhuǎn)動作,當(dāng)運(yùn)動員以自身為軸旋轉(zhuǎn)時,滿足角動量守恒定律,要完成旋轉(zhuǎn),需要張開雙臂,旋轉(zhuǎn)起來后需要曲臂或放下手臂,原因是張開雙臂時自身的轉(zhuǎn)動慣量較大,其轉(zhuǎn)動角速度較小,旋轉(zhuǎn)起來后為了獲得比較大的轉(zhuǎn)動角速度需要曲臂或放下手臂以減小轉(zhuǎn)動慣量。如果運(yùn)動員邊旋轉(zhuǎn)邊移動,則涉及到平動和轉(zhuǎn)動,對于運(yùn)動員來說他整個運(yùn)動形式是平動和轉(zhuǎn)動的疊加之后的合運(yùn)動。
蹦床運(yùn)動
蹦床過程就是一次能量轉(zhuǎn)換過程。運(yùn)動員下落時,重力勢能轉(zhuǎn)換為動能,因此運(yùn)動員在下落時都要曲腿以使重心下移。當(dāng)他與蹦床接觸時,動能轉(zhuǎn)換成彈性勢能,在彈性力的作用下運(yùn)動員被反彈上升,彈性勢能轉(zhuǎn)換成動能。由于在上升過程中空氣阻力、摩擦力等阻力因素,其上升的高度必然小于其開始下落時的高度。此時,運(yùn)動員為了增加上升高度,在與蹦床接觸時會用力蹬蹦床,根據(jù)牛頓第三定律,其必然會受到蹦床對他施加的反作用力,此力會做功,則運(yùn)動員在上升時的動能是由彈性勢能和反作用力做的功共同轉(zhuǎn)化的,故而增加了動能,增大了上升高度。
運(yùn)動力學(xué)
速度與位移:運(yùn)動會中各項(xiàng)比賽的成績是通過計(jì)算選手的速度和位移進(jìn)行評判的。速度是指單位時間內(nèi)所移動的距離,位移是指物體從一個位置到另一個位置的位移量。通過運(yùn)用速度和位移的概念,可以計(jì)算出選手在比賽中的表現(xiàn)。
加速度:加速度是指單位時間內(nèi)速度的改變量。在各種賽跑項(xiàng)目中,選手需要盡可能地提高加速度來迅速達(dá)到最高速度。了解加速度的概念有助于選手在比賽中掌握合適的策略和技巧。
力的作用
動力學(xué):在運(yùn)動會中,各項(xiàng)比賽離不開力的作用。例如,田徑比賽中的跳高、跳遠(yuǎn)以及投擲項(xiàng)目,都需要選手運(yùn)用力量來實(shí)現(xiàn)更好的成績。了解力的大小、方向和作用點(diǎn)對于選手的技術(shù)與表現(xiàn)至關(guān)重要。
彈力:運(yùn)動項(xiàng)目中的器材(例如撐竿、投擲器材等)通常都具有一定的彈性。了解彈力的原理可以幫助選手更好地利用器材的特性,提高成績。
能量轉(zhuǎn)化
動能與勢能:在各項(xiàng)比賽中,選手身體的運(yùn)動往往涉及到動能和勢能的轉(zhuǎn)化。例如,短跑項(xiàng)目中選手的身體在起跑時蓄積勢能,然后通過運(yùn)動將勢能轉(zhuǎn)化為動能,以盡可能快地奔跑到終點(diǎn)。了解能量轉(zhuǎn)化的過程對于選手能夠合理利用體能至關(guān)重要。
摩擦力:在運(yùn)動會中的許多項(xiàng)目中,摩擦力對于運(yùn)動員的表現(xiàn)具有重要影響。例如,田徑比賽中的短跑,與地面的摩擦力越大,選手的加速度就會更高。了解摩擦力的作用機(jī)制有助于選手在比賽中找到合適的姿勢和控制力度。
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