体育运动中的物理知识

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体育运动中的物理知识

　　在年少学习的日子里，大家对知识点应该都不陌生吧？知识点也可以理解为考试时会涉及到的知识，也就是大纲的分支。为了帮助大家更高效的学习，以下是小编帮大家整理的体育运动中的物理知识，希望对大家有所帮助。

体育运动中的物理知识

　　举重中的物理知识

　　1、在举重比赛中，运动员上场之前总要在手上擦些“碳酸镁”，人们通常又称之为“镁粉”。碳酸镁质量很轻，具有很强的吸湿作用。运动员在比赛时，手掌心常会冒汗，这对体操和举重运动员来说非常不利。因为湿滑的掌心会使摩擦力减小，使得运动员握不住器械，不仅影响动作的质量，严重时还会使运动员从器械上跌落下来，造成失误，甚至受伤。碳酸镁能吸去掌心汗水，同时还会增加掌心与器械之间的摩擦力。这样，运动员就能握紧器械，有利于提高动作的质量。

　　2、举重的基本原理是应用经典力学方法建立搬举动作的力学模型，定义下肢与地面夹○角θ为广义坐标，考虑均匀举重方式，假定重物提升y1和躯干角α与θ的微分约束关系，通过对多刚体系统动力学方程求解，求得髋角β的加速度曲线及髋部的内力和内力矩，并求得便于深入讨论力学及理解析表达式。通过分析表明，举重动作髋部内力、内力矩大小主要和举重时角加速度有关，尽量控制以均匀方式举重方式是举重的理想方式。

　　跑步中的物理知识

　　1、摩擦力：短跑运动员在短跑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。跑步快慢，需要根据双脚与地面的摩擦力大小。穿钉鞋跑步可增大摩擦。若鞋底较滑，摩擦力小，不利于跑步。

　　2、惯性：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。

　　3、压强：跑步50米，脚跟不着面，脚尖着地为了增大压强。

　　4、加速度：起跑时要增大加速度，即启动快。

　　5、惯性：跑到终点后，会继续前进一段路程。

　　游泳中的物理知识

　　1、减小摩擦力：游泳时戴游泳帽，穿游泳衣。游泳穿“鲨鱼衣”在游泳比赛中，运动员常穿特殊的游泳衣──“鲨鱼衣”。穿这种游泳衣的目的是减小运动员与水之间的摩擦，提高成绩。

　　2、增加摩擦力：穿着衣服游泳阻力较大，游得慢。

　　3、作用力与反作用力：人四肢对水有向后的力的作用，水对人有向前的推力作用。

　　4、自由落体和竖直上抛：跳水运动。

　　球、投篮、乒乓球、足球等球类中的物理知识

　　①力能改变物体的运动状态

　　②力能使物体发生形变

　　③接球，击球时球从运动→静止，静止→运动

　　④球击中网，网会发生变形

　　⑤斜抛：以一定的角度投掷，射程越远。

　　⑥机械能：动能和势能相互转化

　　（一）铅球（标枪）

　　速度：速度快，瞬间爆发力，投得就远。因为初速度越大，动能越大，投掷的也越远。

　　S=vSin2a/g，当a不变v越大S也越大。当v不变时，a=45°时，S最大。

　　弧线越高，球的爆发力越大。

　　（二）投篮：角度成45角投进的成功率较高

　　距离越近，投进的成功率。碰板时，几度打过去，会几度弹回来。查阅相关的知识我们作出的解答是：在碰板中，若以几度打过去，就会以几度返回来，这道理与光的反射定律是相似的。对于投篮距离越近，投中率越高，是因为球在前进过程中还一边不断地下落，若距离近一些，下落的距离也会小一些，这样命中率也就大了。

　　（三）乒乓球中的物理知识

　　1、接球，击球时球从运动→静止，静止→运动。

　　2、力能使物体发生形变，球击中网，网会发生变形。

　　3、气体的热胀冷缩现象，当乒乓球瘪了，放入热水中一烫，就会恢复原状。

　　4、能的转化和守恒定律，从高出落下，再回升，势能→动能→势能。越高的地方落下，转化成的动能越大，被反弹上去越高。

　　（四）足球中的物理知识

　　1、球越滚越慢。在球场上踢出的球越滚越慢，最终停下来。这是因为踢出的足球由于惯性要保持原来的运动状态，沿原来的运动方向继续滚动；而在运动方向上只受到了滚动摩擦力的作用，这个阻力改变了足球的运动状态，阻碍足球滚动，使球越滚越慢，所以球最终停止运动。

　　2、守门员接球。当队员大脚射门时，球速可以高达100千米/小时。如果守门员用胸部停球，那么胸部所受到的冲力将高达1500牛；如果用手接球，冲力要减少到500牛。这是因为通过手臂的运动可使球的制动距离延长3倍的缘故。

　　3、守门员扑点球。守门员扑点球时，扑住的成功率一般只与守门员的判断反应能力有关，为什么呢？因为点球的位置距球门只有9.15米，射门时球速可以高达100千米/小时，这样球到球门的时间大约是0.32秒，而人脑的反映时间大约是0.6秒，这样足球到球门的时间就会远远小于人脑的反映时间，所以守门员根本没有时间调整自己的意识，因此点球的扑住与否跟守门员对进球方向的预先判断直接有关。正是由于这种原因我们在看点球大战时，球明明向球门左边飞去而守门员却扑向右边就不足为奇了。

　　4、运动员绊倒时前倾。快速奔跑的运动员被对方运动员的脚或身体绊住时，都是向前倾倒。出现这种情况的原因是：人的下半身由于被绊住而停止了运动，上身却由于惯性仍保持原来的运动状态继续向前运动，于是奔跑的运动员绊倒时向前倾倒。

　　篮球运动

　　篮球运动中，运球和投篮是常见的动作，在这些动作中都蕴含着物理知识。拍球时球下落至地面，当球与地面接触瞬间，球对地面有向下的作用力，根据牛顿第三定律，同时地面会给球向上的反作用力。

　　球在上升过程中由于空气阻力等因素致使球上升高度必然小于其下降高度，因此为了使球上升的高度等于下降的高度。拍球者往往要对球施加一个向下的力。投篮时篮球受到来自于投篮者手指的力，从而旋转滑出，在整个过程中满足角动量守恒定律。篮球在飞行过程中有两个运动形式，从投篮者到篮板的平动及篮球自身的转动。由于旋转，篮球整体飞行速度不同，底部大于顶部，当篮球与篮板接触时，底部受的力更大，极大地消耗了自身的动能，其速度将急速下降，更容易落人篮筐。

　　兵乓球运动

　　乒乓球运动中经常会出现旋转球，旋转球分为上旋球、下旋球和侧旋球。以上旋球为例来分析，当球与球拍接触的一瞬间，若球拍被向上拉动，则兵乓球在与球拍接触时受到的力为自身的重力、竖直向上的摩擦力和水平向左的弹力，这三个力形成某一方向的合力，球将在合力的作用下逆时针旋转。

　　如果在球与球拍接触的瞬间球拍对球施力口某一方向的力，使得球受到这一方向的摩擦力，那么球将在合力的作用下产生下旋和侧旋。

　　田径运动

　　以立定跳远为例，立定跳远是通过立定摆臂起跳来完成动作的。在这个过程中摆臂起着至关重要的作用。根据能量守恒定律，运动员自身的能量是恒定的，起跳时他的能量转化为动能和重力势能。当运动员摆臂时，身体将受到合力的作用，合力做功，起跳时运动员的能量就多了合力所做的功，合力越大，功越大，运动员起跳时获得的动能就越大，他跳的就趟元。所以了解在起跳时如何摆臂能获得最大的起跳速度是非常重要的。

　　体操运动

　　体操动作中同样也涉及到许多的物理知识，比如旋转动作，当运动员以自身为轴旋转时，满足角动量守恒定律，要完成旋转，需要张开双臂，旋转起来后需要曲臂或放下手臂，原因是张开双臂时自身的转动惯量较大，其转动角速度较小，旋转起来后为了获得比较大的转动角速度需要曲臂或放下手臂以减小转动惯量。如果运动员边旋转边移动，则涉及到平动和转动，对于运动员来说他整个运动形式是平动和转动的叠加之后的合运动。

　　蹦床运动

　　蹦床过程就是一次能量转换过程。运动员下落时，重力势能转换为动能，因此运动员在下落时都要曲腿以使重心下移。当他与蹦床接触时，动能转换成弹性势能，在弹性力的作用下运动员被反弹上升，弹性势能转换成动能。由于在上升過程中空气阻力、摩擦力等阻力因素，其上升的高度必然小于其开始下落时的高度。此时，运动员为了增加上升高度，在与蹦床接触时会用力蹬蹦床，根据牛顿第三定律，其必然会受到蹦床对他施加的反作用力，此力会做功，则运动员在上升时的动能是由弹性势能和反作用力做的功共同转化的，故而增加了动能，增大了上升高度。

　　运动力学

　　速度与位移：运动会中各项比赛的成绩是通过计算选手的速度和位移进行评判的。速度是指单位时间内所移动的距离，位移是指物体从一个位置到另一个位置的位移量。通过运用速度和位移的概念，可以计算出选手在比赛中的表现。

　　加速度：加速度是指单位时间内速度的改变量。在各种赛跑项目中，选手需要尽可能地提高加速度来迅速达到最高速度。了解加速度的概念有助于选手在比赛中掌握合适的策略和技巧。

　　力的作用

　　动力学：在运动会中，各项比赛离不开力的作用。例如，田径比赛中的跳高、跳远以及投掷项目，都需要选手运用力量来实现更好的成绩。了解力的大小、方向和作用点对于选手的技术与表现至关重要。

　　弹力：运动项目中的器材（例如撑竿、投掷器材等）通常都具有一定的弹性。了解弹力的原理可以帮助选手更好地利用器材的特性，提高成绩。

　　能量转化

　　动能与势能：在各项比赛中，选手身体的运动往往涉及到动能和势能的转化。例如，短跑项目中选手的身体在起跑时蓄积势能，然后通过运动将势能转化为动能，以尽可能快地奔跑到终点。了解能量转化的过程对于选手能够合理利用体能至关重要。

　　摩擦力：在运动会中的许多项目中，摩擦力对于运动员的表现具有重要影响。例如，田径比赛中的短跑，与地面的摩擦力越大，选手的加速度就会更高。了解摩擦力的作用机制有助于选手在比赛中找到合适的姿势和控制力度。

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