物理知識點在標槍運動中的應用

張珈瑞

標槍是一種投擲類的運動項目，也是體育競賽中比較常見的一種運動類型。運動員在對標槍進行投擲的過程中涉及到多種物理學中的知識點，為了實現更遠的投擲距離，就必須考慮到標槍的投擲角度、投擲力度以及投擲過程中空氣阻力的情況，這一過程就是對物理力學、空氣動力學等原理的體現?；诖?，本文對標槍運動中物理知識點的應用進行分析，希望可以為相關運動員提供技術性的參考，幫助其提高投擲成績。

標槍運動最早出現于希臘的奧林匹克運動會中，由舊式的打獵武器演變而成，在長久的發展過程中，標槍運動的更加規范化、正式化，在體育田徑比賽中占據重要地位，因此人們對標槍運動的重視也隨之提升，作為競賽類的項目更加注重于對投擲技術以及比賽成績的關注。在投擲標槍的實踐中，運動員需要通過助跑來獲取動量，并將動量完全作用于與標槍相平行的縱軸上，之后借助肩部力量的帶動將標槍進行投擲，由此可以看出，標槍的投擲距離與運動員的投擲時所出手的初始速度和投擲的角度具有較大的關系，為了取得更優秀的比賽成績，運動員應該根據以上有關物理學的知識點對自身的投擲技術進行完善，有效提升標槍投擲水平。

1 標槍運動中的影響因素

標槍運動在投擲實踐過程中受到多種因素的影響，一方面在于壓強阻力的作用，標槍投擲出后會以高速運轉的狀態在空氣中飛行，與空氣中的氣流發生相互作用，促使氣流分流速度加快，標槍周圍形成環層氣流并始終圍繞在其周圍，在慣性作用的影響下氣流在標槍尾部產生積聚，漩渦區不斷減少且壓強不斷增加，與標槍頭部的壓強差隨之減小，進而標槍所受阻力降低。另一方面在于標槍的偏向力，標槍在飛行過程中受到氣流環層的作用，其周圍氣流所運行的速度發生較大的變化，順氣流區域內的速度較快，逆氣流區域則反之，其中速度較快的氣流中流線密度大，速度較小的流線密度也小，流線密度較大的區域內受到的壓強也比較小，在多種作用力的共同作用下就會影響到標槍的運行軌跡。此外運動員的助跑速度、出手速度以及力量的大小也會對標槍的運行狀態產生影響。

2 物理學知識點在標槍運動中的應用

2.1 標槍的升力和阻力

當物體在空氣中進行運動時會受到空氣中反作用力的影響，這種反作用力不僅是其中存在的阻力，而且還包括其中的升力，而標槍投擲效果的關鍵因素就是升力與阻力的比，標槍在飛行過程中其表面會受到不同程度氣流壓力的作用，在中心所形成的壓力會產生分解，并垂直作用于標槍的表面，空氣中的阻力會逐漸降低標槍的飛行速度，而升力卻能夠確保標槍可以在空中實現長時間的滯留。受到攻角變化因素的影響標槍壓力的中心位置也會隨之改變，運動員在投擲標槍應盡量保持攻角的角度為零，使標槍的縱軸與其重心運動處于同一方向，當標槍在飛行過程中其攻角也會逐漸增大，只有在攻角大于15°時標槍表面所受壓力的中心位置才會趨于穩定，但是攻角也不能太大，否則標槍尾部的氣流就會嚴重擾亂標槍表面的氣流，造成其升力下降，故而也會縮短標槍在空氣中的停留時間，只有當標槍所受的上升力大于下壓力時才可以進一步延長其在空氣中的滯留時間，進而標槍的投擲距離也會更遠。

2.2 標槍的投擲角度

2.3 標槍的初速度

標槍的初速度對標槍的投擲距離也發揮著比較重要的作用，運動員在投擲標槍之前必須借助身體助跑的形式將動力力量發出并將其作用于標槍上，運動員的助跑速度加上出手之前的用力共同形成為標槍的初速度，只有更加快速的助跑行為才能夠確保運動員的出手速度足夠快，進而才可以進一步延伸標槍的運行時間。物理學中指出力是速度提升的關鍵，因此運動員若想提升標槍競賽的成績就必須關注到標槍上的作用力，在進行投擲時運動員對力的使用一方面在于助跑的加速運動，以快且合理的速度進行助跑，另一方面是當助跑終止時身體部位的用力，腿部分別進行制動性的減速，腰部及手部則需進行力的加速運動，只有這樣才能夠確保標槍的初速度足夠快，實現對標槍飛行速度的提升。

3 結束語

綜上所述，在投擲標槍時受到多種因素的作用會對標槍的投擲距離產生影響，為了更好的提高運動員的標槍投擲技術以及比賽成績，就需要看到標槍運動中所存在的物理學知識點，從標槍的初始投擲階段一直到標槍的落地都表現出對力學原理和空氣動力學原理的運用，因此教練員或運動員要從物理學的角度對標槍運動進行細致的分析，把握發力要點，掌握投擲的關鍵技術，將物理學知識點作為運動的技術指導要領，推動標槍運動的發展。

（作者單位：成都體育學院）