力學(xué)原理在體育教學(xué)與訓(xùn)練中的應(yīng)用

唐秀松

摘? 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及人們對(duì)身體健康的重視，體育運(yùn)動(dòng)成為增強(qiáng)人體素質(zhì)的重要方法，同樣，力能使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，力可以使運(yùn)動(dòng)的物體靜止下來(lái)，也可以令靜止的物體運(yùn)動(dòng)起來(lái)，還可以令運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)速度大小、方向發(fā)生變化。因此，在體育教學(xué)中力學(xué)原理的應(yīng)用顯得尤為重要，是擁有高超體育技能的重要方法，尤其是在體育訓(xùn)練中應(yīng)用力學(xué)原理，能夠更快、更準(zhǔn)地完成目標(biāo)。本文通過(guò)分析力學(xué)原理與體育運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，舉例說(shuō)明力學(xué)原理的應(yīng)用，以此提高體育教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)員的成長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：力學(xué)原理? 體育教學(xué)? 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G806? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2813（2019）10（b）-0037-02

在體育運(yùn)動(dòng)中靈活的應(yīng)用力學(xué)知識(shí)能夠更快、更準(zhǔn)地完成目標(biāo)，無(wú)論是體育運(yùn)動(dòng)中的足球、籃球、乒乓球運(yùn)動(dòng)，還是跳高、跳遠(yuǎn)、賽跑運(yùn)動(dòng)，都是建立在力學(xué)原理的基礎(chǔ)上迅速達(dá)到目的的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。而在物體運(yùn)動(dòng)力學(xué)的摩擦力、重力、彈力等都是建立在力的平衡狀態(tài)而產(chǎn)生的由力引起的運(yùn)動(dòng)，主要的原因還是力的作用改變了物體的運(yùn)動(dòng)方向，因此，在體育教學(xué)以及訓(xùn)練中，通過(guò)觀察與分析物體或人的受力情況、運(yùn)動(dòng)情況，就能控制物體或人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。本文分析力學(xué)與體育運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，并對(duì)力學(xué)原理的應(yīng)用根據(jù)實(shí)例展示出來(lái)，進(jìn)而達(dá)到強(qiáng)化體育教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能的目的。

1? 力學(xué)與體育運(yùn)動(dòng)

體育運(yùn)動(dòng)中力學(xué)知識(shí)主要體現(xiàn)在靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)的運(yùn)用上，主要是通過(guò)受力關(guān)系及力學(xué)平衡上，正如一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，力能使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，物體自身受力的合力方向是物體運(yùn)動(dòng)的方向。分析體育運(yùn)動(dòng)中人的移動(dòng)便可以發(fā)現(xiàn)，人體的位移、速度、加速度、方向只與人的受力情況有關(guān)系，而在人的受力情況出于平衡狀態(tài)時(shí)，人是處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或禁止?fàn)顟B(tài)，而人的運(yùn)動(dòng)無(wú)不與人與地面的摩擦力、空氣的阻力及作用力有關(guān)，那么從力學(xué)的角度分析體育運(yùn)動(dòng)，就可以很簡(jiǎn)單的得出，作用在人、物體上的力處于非平衡狀態(tài)，就是運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵，而運(yùn)動(dòng)的方向、速度是處于力合力大于0的情況下由合力的大小、方向決定[1]。

而在體育運(yùn)動(dòng)中，力的大小、方向決定著物體或人的運(yùn)動(dòng)方向及運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度和加速度。力的變化決定著運(yùn)動(dòng)中的物體的運(yùn)動(dòng)情況，同樣體育運(yùn)動(dòng)中物體的變化由物體受到外力作用產(chǎn)生的。就如同在乒乓球的體育運(yùn)動(dòng)中，乒乓球在離開(kāi)球拍后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)及加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，而在這個(gè)過(guò)程中，乒乓球會(huì)有一個(gè)落點(diǎn)，離拍后和在第一落點(diǎn)稱(chēng)之為第一弧線(xiàn)，離開(kāi)第一落點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)為第二弧線(xiàn)，乒乓球會(huì)受到空氣復(fù)雜作用力、球拍力、重力、馬格努斯力、浮力的作用，而之所以乒乓球會(huì)做向下的弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)槠渲亓ο蛳碌呐υ诓粩鄿p小。而最終球落在球案之后，支持力與重力處于平衡，而基于這一點(diǎn)的受力情況，如果能夠根據(jù)乒乓球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而分析出這一點(diǎn)乒乓球在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)后的弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，那么就能夠非常準(zhǔn)確的預(yù)判出球的運(yùn)動(dòng)方向及運(yùn)動(dòng)時(shí)間，并作有效的拍擊，同樣，根據(jù)球拍的角度、方向、力度等，決定著乒乓球的運(yùn)動(dòng)軌跡及速度等，也就是說(shuō)，這項(xiàng)體育活動(dòng)中乒乓球的受力情況決定著乒乓球的運(yùn)動(dòng)情況[2]。

同樣，從人體運(yùn)動(dòng)角度來(lái)看，人在受到外力的作用后，受力情況必定發(fā)生變化，而受力部位的合力大于0后人的身體部位的狀態(tài)必定發(fā)生改變，如手的變化是在受到一定外力后發(fā)生的改變進(jìn)而改變了手中球拍的狀態(tài)。而手中球拍之所以在接觸到乒乓球后與手發(fā)生位移是因?yàn)樵谄古仪蜃饔迷谇蚺纳系牧Ρ皇肿饔迷谇蚺纳系牧ζ胶饬?。正如體育活動(dòng)中如果用球拍拍擊一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)而來(lái)的乒乓球，那么結(jié)果必定是球拍處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，而乒乓球會(huì)被反彈，而用球拍拍擊一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)而來(lái)的足球或籃球，那么球拍與手的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就會(huì)被打破，這是因?yàn)樽闱蚧蚧@球作用在球拍上的力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于手作用在球拍上的力。可以說(shuō)，在排除復(fù)雜環(huán)境條件對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的影響后，力學(xué)原理能夠很簡(jiǎn)單的解釋體育運(yùn)動(dòng)中所有的物體運(yùn)動(dòng)，如果站在運(yùn)動(dòng)員的角度來(lái)看，想要控制物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，就必須控制物體的受力情況。而這對(duì)體育教學(xué)來(lái)說(shuō)，有著極為重要的意義。

2? 力學(xué)原理的應(yīng)用

2.1 彈力的應(yīng)用分析

從力在體育教學(xué)與訓(xùn)練中的應(yīng)用來(lái)分析體育運(yùn)動(dòng)，可以很簡(jiǎn)單的作用通過(guò)控制力的作用來(lái)控制物體或人的運(yùn)動(dòng)，如，從彈力的角度來(lái)分析跳板跳水的教學(xué)與訓(xùn)練，從能量守恒上來(lái)說(shuō)，在運(yùn)動(dòng)站在踏板進(jìn)行加速的時(shí)候，可將其看作彈性勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能的轉(zhuǎn)變，也就是說(shuō)人作用在踏板上的轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，而在人離開(kāi)踏板時(shí)將彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，而在達(dá)到最高點(diǎn)之后，動(dòng)能則完全轉(zhuǎn)變?yōu)橹亓?shì)能，根據(jù)動(dòng)量定理Ft=mv，從人的質(zhì)量、對(duì)踏板的作用力的剖析角度來(lái)看待教學(xué)與訓(xùn)練問(wèn)題，那么就可以很簡(jiǎn)單地得出，在教學(xué)與訓(xùn)練中，恒定運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量和作用時(shí)間，運(yùn)動(dòng)員必須注意，運(yùn)動(dòng)員在著板時(shí)向下的速度不宜過(guò)大，原因是在向下過(guò)程中速度太大而產(chǎn)生的動(dòng)能必須由反作用來(lái)抵消才能達(dá)到抵消，達(dá)到能量守恒狀態(tài)，也就是說(shuō)在，在著板時(shí)，如果減少作用力為了抵消動(dòng)能而所消耗的功，那么運(yùn)動(dòng)員便能得到更大的彈性勢(shì)能，進(jìn)而運(yùn)動(dòng)員獲得向上的跳動(dòng)力也就會(huì)越大，因此，只有充分了解彈力在跳水運(yùn)動(dòng)中的作用，才能夠在訓(xùn)練中逐步提高跳水水平[3]。

2.2 摩擦力的應(yīng)用分析

在體育教學(xué)與訓(xùn)練中，摩擦力最常見(jiàn)的應(yīng)用可以從乒乓球的旋轉(zhuǎn)球進(jìn)行分析。其中在乒乓球的旋轉(zhuǎn)球訓(xùn)練中，從乒乓球與球拍接觸的瞬間對(duì)其受力情況進(jìn)行分析，假定此時(shí)球拍是錘子拍打在無(wú)旋轉(zhuǎn)的乒乓球上，那么可以很簡(jiǎn)單地分析出此時(shí)乒乓球的受力情況，乒乓球分別收到垂直于球拍的彈力、平行與球拍的摩擦力、球拍自身的重力。而在這個(gè)過(guò)程中三力的合理既是改變乒乓球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)鍵因素，也是導(dǎo)致乒乓球旋轉(zhuǎn)的重要因素。那么在實(shí)際的訓(xùn)練中，根據(jù)力學(xué)分析，可以很簡(jiǎn)單得出一個(gè)結(jié)果乒乓球的運(yùn)動(dòng)及旋轉(zhuǎn)，與彈力、摩擦力有關(guān)，其中，摩擦力是影響乒乓球旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，而通過(guò)改變摩擦力及彈力的方向，便能達(dá)到控制乒乓球運(yùn)動(dòng)的目的，而實(shí)際的訓(xùn)練中，在接觸的瞬間改變摩擦力的大小和方向，只有控制球拍面的方向和順著球拍面的方向超高速移動(dòng)球拍，從而達(dá)到乒乓球旋轉(zhuǎn)的目的，而在體育教學(xué)中，教師就可能很簡(jiǎn)單的通過(guò)摩擦力的應(yīng)用，來(lái)教授學(xué)生使用正確的球拍擊拍方法來(lái)控制乒乓球的運(yùn)動(dòng)，如此，才能完成教學(xué)目的，達(dá)到實(shí)訓(xùn)的目的。諸如下旋球、上旋球、斜旋球等旋轉(zhuǎn)球的訓(xùn)練。同樣，正是因?yàn)樾D(zhuǎn)球，才極大地增大了乒乓球的難度，在旋轉(zhuǎn)球作用在球案上時(shí)，乒乓球的受力情況是極為復(fù)雜的，正是因?yàn)檫@種復(fù)性，造成了乒乓球運(yùn)動(dòng)充滿(mǎn)了復(fù)雜性。因此，加強(qiáng)在力學(xué)原理的理解，加強(qiáng)力學(xué)原理的實(shí)際的應(yīng)用，能夠快速提高乒乓球技術(shù)[4]。

3? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文通過(guò)力學(xué)原理與體育運(yùn)動(dòng)的分析，在排除復(fù)雜環(huán)境條件對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的影響后，力學(xué)原理能夠很簡(jiǎn)單的解釋體育運(yùn)動(dòng)中所有的物體運(yùn)動(dòng)，通過(guò)力的大小、方向及合力的大小、方向的控制，便能夠完成控制目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的目的。同時(shí)，通過(guò)對(duì)力學(xué)原理的應(yīng)用分析，彈力與摩擦力的研究，為體育教學(xué)與訓(xùn)練提供基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 榮磊.力學(xué)原理在足球訓(xùn)練中的指導(dǎo)作用[J].長(zhǎng)春師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，38（4）：131-133，139.

[2] 劉二俠.基于物理原理的體育訓(xùn)練的思考[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2018，47（4）：54-55.

[3] 陳超能.物理學(xué)原理在足球教學(xué)與訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2018，47（10）：56-57.

[4] 王永興.運(yùn)動(dòng)學(xué)原理在體育訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2018，47（16）：81-82.