體育與物理

李　芳　扈會忠

“老師，你說的摩擦力我們物理老師也說過。”一次單杠課上學生講的話讓筆者忽然豁然開朗。在體育教學實際中，物理知識無處不在，體育與物理之間存在著密不可分的關聯。

足球是學生喜歡的運動項目之一，在欣賞比賽時，除了為自己喜愛的球隊、球星吶喊助威和每一個進球激情狂歡

外，有沒有想過用物理的眼光來欣賞它？足球運動包含太多物理知識。“球為什么會越滾越慢？”“運動員絆倒時為什么會前傾？”“球在下落后，為什么每次上升的高度都比上一次低？”等等，這些都是用物理知識來解釋的。在比賽過程中，運動員相互碰撞跌倒后，常看到運動員雙手抱腿，在地上翻滾。這時，隊醫就會迅速進場，從藥箱中取出一只瓶子，對著球員的傷痛處噴出一股白霧，一會兒傷員疼痛消失，就可以重新入場比賽。實際上這是因為瓶中裝的是“冷氣霧鎮痛”，它是由氟氯甲烷配一些鎮痛治傷藥組成，這種藥液從噴嘴噴到傷處時，迅速汽化成霧狀。由于汽化要吸收大量的熱量，運動員受傷處溫度將急劇下降，血管收縮，神經麻痹，于是痛感就很快消失。有時球在空中劃著美麗的弧線，直掛球門死角。那么球為什么在空中劃著美麗的弧線呢？那是因為運動員在踢球時，用腳的內側或外側摩擦球使球在空中水平方向運動，這樣就造成球的水平兩側的氣流速度大小不一樣，根據氣體流速與壓強的關系，空氣對球在水平方向上的力的大小也就不一樣，所以球在前進的同時，還在與球前進方向垂直的水平方向上發生彎曲，從而造成“美麗的弧線”。

在短距離體育教學中總是會用到釘子鞋，一雙不起眼的鞋子也離不開物理知識，跑步快慢與步幅和步頻有直接關系，而在步幅、步頻一定的情況下，穿釘子鞋與不穿釘子鞋有著巨大的差別：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。與摩擦力相關的還有穿著衣服游泳阻力較大，游得慢，游泳時戴游泳帽，穿游泳衣等。

乒乓球運動中也存在著物理原理，接球、擊球時球從運動到靜止，從靜止到運動，力能改變物體的運動狀態。球擊中網，網會發生變形，力能使物體發生形變。當乒乓球癟了，放入熱水中一燙，就會恢復原狀，氣體的熱脹冷縮現象。從高出落下，再回升勢能→動能→勢能。越高的地方落下，轉化成的動能越大，被反彈上去越高，是能的轉化和守恒定律。

當看到滑水運動員在水面上乘風破浪快速滑行時，有沒有想過滑水運動員站在滑板上為什么不會沉下去呢？滑水運動員在滑水時，總是身體向后傾斜，雙腳向前用力蹬滑板，使滑板和水面有一個夾角。當前面的游艇通過牽繩拖著運動員時，運動員就通過滑板對水面施加一個斜向下的力。而且，游艇對運動員的牽引力越大，運動員對水面施加的這個力也越大。因為水不易被壓縮，根據牛頓第三定律（作用力與反作用力定律），水面就會通過滑板反過來對運動員產生一個斜向上的反作用力。這個反作用力在豎直方向的分力等于運動員的重力時，運動員就不會下沉。因此，滑水運動員只要依靠技巧，控制好腳下滑板的傾斜角度，就能在水面上快速滑行。

跳遠是田徑運動最傳統的項目之一，在這一項目中運動員的先天素質無疑是最主要的，影響跳遠的2個最重的因素是速度和跳躍高度，然而跳遠項目也是跟物理離不開的，它包括起跳角、空氣阻力、能量守恒定律、能量轉化、速度等等相關內容。

射擊“三點一直線”在射擊比賽中，運動員要取得好成績，就必須掌握“三點一直線”的原理，即眼睛看到瞄準點、準星尖和標尺缺口三者重合再進行射擊。這符合光的直線傳播規律。

再來說一下跑步的原理。假定一個人正在用一只腳站立著，而且假定他用的是右腳。現在，假定他提起了腳跟，同時把身體向前傾。這時候，從他的重心引下的豎直線自然要越出腳的底面的范圍，人也自然要向前跌倒；但是這個跌倒還沒有來得及開始，原來停在空中的左腳很快移到前面，并且落到從重心引下的豎直線前面的地面上，使從重心引下的豎直線落到兩腳之間的面積中間。這樣一來，原來已經失去的平衡恢復，這個人也就前進一步。這個人自然也可以就是這樣停留在這個相當吃力的狀態。但是假如他想繼續行進，那么他就得把身體更向前傾斜，把從重心引下的豎直線移到支點面積以外，并且在有跌倒傾向的同時，重新把一只腳向前伸出，只是這一次要伸的不是左腳，而是右腳──于是又走了一步，就這樣一步一步走下去。因此，步行實際上是一連串的向前傾跌，只不過能夠及時把原來留在后面的腳放到前面去支持罷了。

體育跟物理是分不開的，教師在上體育課的同時不但要發現、學習、思考，在鍛煉中學習，同時要把學習到的物理知識運用到實際的體育課堂中。

（作者單位：山東省淄博市臨淄區第八中學）