利用極限思想解決跳箱運動中的跳板制動問題

章 懿

（長沙商貿旅游職業技術學院，湖南 長沙 410016）

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利用極限思想解決跳箱運動中的跳板制動問題

章 懿

（長沙商貿旅游職業技術學院，湖南 長沙 410016）

摘 要：本文從交叉學科的角度，利用物理學中力的平衡極限思想，探索解決體操跳箱運動中跳板的制動問題，降低教學訓練過程中傷害事故的發生率，有效促進運動員技術發揮，通過研究計算出踏跳板的斜面設計參考角度。

關鍵詞：極限；跳箱；制動

投稿日期：2016-01-05

利用反射回來的光線來照射體育科學研究，我們可以看到，現代體育科學很大一部分是依靠交叉學科和新型學科來促進發展。目前，體育學科主要有4大專業學科研究領域：運動人體科學、體育人文社會學、民族傳統體育學、體育教育訓練學。體育學科有其自身的知識基礎，而其他學科知識的應用則大大促進了體育學科的進步，使體育理論基礎更加科學和厚實，體育實踐應用有了更為強大的理論支撐。例如，運動人體科學中的運動生理學和運動解剖學中的很多知識都是來源于生命科學，體育人文社會學中的體育經濟學和體育心理學等很多學科知識來源于各級各類人文基礎學科，民族傳統體育學更是以我們國家的傳統文化作為支撐并結合相關學科來進行研究，而體育教育訓練學是一門實踐技能非常強的學科，但它也需要其他學科的知識來充實和完善自身，如教育學中的許多理論在這個學科中得到了應用。由于體育這個特殊的學科研究相對比較晚，特別是在中國可能還處于一個萌芽時期，所以這個領域對其他學科的知識表現了相當強的渴求度。

1 問題的提出

跳箱運動由助跑、雙腳在踏跳板上起跳、雙手支撐跳箱和落地4個環節完整技術動作。經歷過體操跳箱運動的人都有體會，無論是在學校體育教學訓練中還是競技體育比賽當中都存在這樣一個問題，就是在助跑起跳過程中必須要經過踩跳這一階段，在踩跳的一瞬間跳板都會由于慣性向前移動，這樣就帶來了很大的安全隱患。在中小學體育課教學訓練當中，由于踏跳板的不牢固學生經常會出現安全事故；在競技比賽中由于在此環節不穩定造成的技術問題，對接下來的技術動作也帶來了很大影響，從而影響成績的發揮。怎樣才能解決跳板的制動問題，從高中物理力學中的力的平衡極限思想似乎可以給我們帶來啟示。

2 力的平衡極限思想

在我們高中物理學知識中，有關力的平衡有這樣一道題，一個長方體小木塊在地面上，木塊與地面的磨擦系數為u，長方體重量為g，力F從上方推木塊，當力F與水平面的角度為A，問A角度為多少時，F無論多大，木塊將永遠推不動。

按照力的平衡：

在水平方向上F×cosA=u×N

在垂直方向上N=F×sinA+mg

結合力的平衡：

F×cosA=u×（ F×sinA+mg）

F=mg×u/cosA-sinA×u

按照題目中F要無限大時，那么只有分子無限小才能滿足，根據數學極限思想，當分母為零的時候，F無論多么大，木塊永遠推不動。經過力的平衡分析和數學極限知識的引用，得出了一個這樣一個角度可使F無論多大，即當A角度為u的反余切函數。

所以：cosA-sinA×u=0

CtgA=u

A=argctgu

3 利用極限思想解決體操跳箱運動中跳板移動的問題

回到體操跳箱中的跳板來，只是把木塊換成了一個木塊的斜面，其原理與計算全部相同，并且非常巧的在木塊中尋找的是F與水平面的角度，而在踏跳板斜面木塊中尋找的是斜面的角度，經過同樣的計算得出了當斜面角度為u 的反正切函數時，人無論用多么大的力，踏跳板斜面永遠都不會移動。當然，它同時有前提條件，運動員或學生采用的是雙腳踩跳起跳技術，且腳是垂直斜面的。這樣就可以研制出這樣的跳板，即角度為u 的反正切函數，只要運動員或者學生踩跳時全腳掌著斜面，這樣踩的力無論多大，跳板永遠都不會移動。

按照力的平衡：

在水平方向上F×sinA=u×N

在垂直方向上N=F×cosA+mg

結合力的平衡：

F×sinA=u×（ F×cosA+mg）

F=mg×u/sinA-cosA×u

所以：sinA-cosA×u=0

tgA=U

A=argtgu

4 結 語

體育離不開科學，從事體育的人一定

要重視基礎理論學科的學習和研究，為體育理論研究、體育實踐應用提供充足的理論依據和現實指導。從交叉學科的角度來審視我們體育科學研究問題，體育和我們的人文科學也有著很緊密的聯系。體育社會學、體育經濟學、體育心理學、體育統計學等都已經發展為獨立的門類。例如，體育學科中有運動生物力學這門學科，本文僅從高中物理學中的一個力學知識對來跳箱運動的跳板制動問題進行探究研究，遵循了物理學知識的規律并且有較高的實踐價值。當然這項研究很大層面還處于一個純理論階段，必須經過實踐的進一步檢驗，該研究才能得到應用。

參考文獻：

[1]姚力明，趙通.初中“跳箱”教材的教學技巧[J].中國學校體育，2007（12）：76.

[2]邢雁.跳箱練習“十點預防”[J].體育教學，2001（5）.

作者簡介：章懿（1984～），講師，碩士。研究方向：體育人文社會學。

doi:10.3969/j.issn.1674-151x.2016.04.038

中圖分類號：G823

文獻標識碼：A

文章編號：1674-151X（2016）02-070-02