體育運動中的物理力學知識研究

邵晨翔

摘要：物理學屬于一門自然科學，物理學研究范圍非常廣泛，也是其他自然科學的研究基礎。物理學的工作語言可以是數據工具，這也可以保證物理學具有極大的精密性。而在各種體育運動當中都蘊含著各種物理知識，我們在日常做運動的時候就會用到物理知識，利用物理知識可以提高運動的質量水準。本文主要論述了體育運動當中存在的物理力學知識，通過總結規律，可以更加省力的完成體育運動。

關鍵詞：體育運動;物理學;力學知識;物理規律

越來越多的人喜歡體育運動，但是很多人都不知道其中蘊含的物理知識。當前物理教學當中很少結合體育運動，導致很多人雖然學過物理，但是仍舊不理解體育運動中的物理知識。人們生活水平不斷得到提高，體育運動成為人們生活的一部分，體育運動當中具有很多物理知識，體育工作者利用這些物理規律，并且在體育比賽當中應用，有利于更加省力、高效的獲得良好的體育成績。

1.乒乓球運動中的物理知識

乒乓球是我國的國球，并且在世界范圍內也是非常受歡迎的球類體育運動。在乒乓球運動當中蘊含著很多物理知識，尤其是物理力學知識。例如同學們在打乒乓球的時候可能會不小心踩憋乒乓球，可以將其放入熱水當中，乒乓球里面的氣體溫度升高，體積開始變得膨脹，乒乓球馬上就會復原。這一現象就是物理學里面的熱脹冷縮知識，學生充分理解物理學知識，可以在運動當中應用。

在乒乓球比賽當中，運動員獲得勝利的必要條件就是發球的水平，而運動員發球過程中蘊含著很多物理力學知識。在第一個階段，運動員向上拋乒乓球，當達到一定高度之后，乒乓球在運動過程會逐漸減小乒乓球的動能，同時也在增加重力勢能，在最高點其動能達到了零，重力勢能達到最大值，可以轉化動能為重力勢能;在第二階段，乒乓球開始在最高點靜止，并且下落到球拍，球高度不斷減少，速度逐漸提高，在這個過程中，開始逐漸降低乒乓球的重力勢能，同時逐漸增大乒乓球的動能，轉化重力勢能為動能;在第三階段，乒乓球接觸到球拍，會彈性形變達到最大值，在這個過程中逐漸降低了乒乓球的速度，同時也逐漸增大乒乓球的彈性形變，動能也開始逐漸降低，開始增大乒乓球的彈性勢能，轉化動能為彈性勢能;在第四階段，彈性形變在最大值開始逐漸恢復到原狀，在這個過程逐漸降低了乒乓球的彈性形變，同時也逐漸提高了乒乓球的速度。動能變得大的同時開始降低乒乓球的彈性勢能，因此可以轉化乒乓球的彈性勢能為動能。球拍提供外力，乒乓球開始飛速運動。通過能量的轉化，再結合發球高度，球的彈性變形可以使球的速度由此改變，運動員通過改變發球的技術，可以學到更多的物理學知識，使發球水平由此提高。

2.籃球運動中的物理力學知識

籃球運動當中也設計到很多的物理力學知識，巧妙利用這些知識，可以提高運動員的籃球運動水平。飛行的球體在空中涉及到物理力學知識。牛頓發現每個作用力都具備反作用力，反作用力和作用力大小相等，方向是相反。空氣中旋轉的球體也是這樣，球體在旋轉過程中周圍的空氣隨之旋轉，球體表面會形成一層氣體粒子，產生空氣環流，和籃球旋轉方向一致，這樣一來球體后補氣流波動就會由此減少，球體旋轉也會感受到反作用力。例如籃球后旋過程周圍的空氣也會向下旋轉，空氣也會產生向上的反作用力，這是籃球的托浮力。如果籃球在空氣當中并沒有旋轉，那么增大籃球受到的空氣阻力，雖然籃球質量比較輕，但是因為橫截面積比較大，就會增大籃球在空中受到的阻力。尤其在遠距離投籃的時候，如果籃球沒有旋轉，那么就會承受較大的阻力，球速比較快，就會產生越大的球后波動，球體會接受到很大的形狀阻滯，而且籃球行進速度越快，那么就會承受越大的阻滯。

綜上，旋轉的籃球可以有效的降低空氣阻力，同時還會接受空氣的反作用力，如果是后旋球，可以保證球飛行的更高，并且還具備一定的穩定性，使投籃弧度由此提高，同時可以使入籃角由此增大，提高籃球的命中率。

3.跑步運動中的物理力學知識

跑步運動是不斷重復的周期性運動，波動速率和頻率以及波長之間具有密切的關系：速率=頻率×波長。而跑的頻率和步頻和步長具有密切的關系：速率=步頻×步長。這就說明要想提高跑步的速度，就要增大步頻和步長。例如A、B兩個人體力相同，跑步方式不同，A的起步角比較大，A跑步的身體高度較高，以此需要耗費更長的時間跑下一步，這樣就會導致步頻比較小。因為A的起步角比較大，那么身體升高的分速度比較大，就會導致水平向前的速度比較小，最終步長就會比較短，這樣一來A就會跑的更慢一些。

4.跳遠運動中的物理力學知識

在田徑運動當中，跳遠占據重要的地位，這項體育項目對于力量爆發具有較高的要求，尤其是對于運動員腿部和腰部的力量爆發提出較高的要求。跳遠這項運動具有很強的技巧性，因此可以利用物理力學知識，提高運動員的跳遠成績。這就需要分析跳遠運動的力學原理，促進跳遠運動員獲得良好的跳遠成績。

運動員通過助跑可以獲得高起跳的速度，在助跑環節當中，可以充分的發揮力量，提高極限助跑速度。但是在實際操作當中無法保障每一次助跑都完美。為了運動員可以獲得良好的跳遠成績，一方面需要加強訓練，提高運動員的身體素質，加強他們的爆發力，另一方面需要預估運動員的提升速度績效，確定助跑距離。

在起跳過程中，運動員需要提高向上的提升力，控制各方面因素的干擾。在起跳過程中需要利用手臂獲得反提升力，運動員在起跳的時候，手臂不斷用力的向下擺動，可以形成向上的反提升力，再加上踏板的反作用力，可以極大的提高運動員的提升力。

5.結語

除了上述幾種運動之后，很多體育運動當中也涉及到物理力學知識，物理學屬于一門應用型科學，體育運動蘊含著各種物理學知識，在體育運動當中利用這些知識，可以提高體育成績，促進體育運動的發展。

參考文獻：

[1]楊琴.從力學角度分析“高桿拋繡球”的技巧[J].中學物理教學參考，2018，47（06）：58-59.

[2]彭婉娟，趙俊.巧用物理力學知識分析生活實例[J].江西教育，2015（24）：36-37.

[3]向冰，岳莉.民族文化在初中物理課堂教學中的運用——以少數民族體育運動中的物理知識為例[J].凱里學院學報，2015，33（03）：177-179.

[4]李英達.物理知識在球類運動中的運用[J].中學物理教學參考，2014，43（12）：47-48.