赴夏日浮板之約

""黃新階" 正高級教師，特級教師，全國優秀教師，中國化學會2017年度基礎化學獎獲得者，湖北省首批十大名師，教育部第三批國培計劃專家庫專家，赤壁市“市長杯”青少年科技創新大賽評審專家。

在練習游泳的過程中，經常需要用浮板來輔助。我發現，如果不懂得根據自身情況來選擇適合的浮板，往往事倍功半。于是，我決定從力學方面研究不同種類的浮板及其適用人群，為人們提供浮板選擇建議。

浮板受力不一樣

如圖1所示，在豎直方向，浮板可看作靜止不動，此時受力平衡，F浮=F壓+G板。再根據阿基米德定律浮力公式，可得出F浮max=ρ水gV總=F壓max+G板=F壓max+ρ板gV總，即F壓max=（ρ水－ρ板）gV總（ρ水=1.0×103 kg/m3，g=10 N/kg）。

我選擇市面上常見的不同品牌和類型的浮板，根據調研所得的數據和上面的等式分析它們能夠承受的最大壓力和所受的最大浮力。

英發品牌不同浮板對比

經調研，英發品牌主要有5種類型的浮板——U形板、方板、工字板、A字板、8字板，能夠承受的最大壓力和受到的最大浮力由大到小依次為U形板、方板、工字板、A字板、8字板，具體數據見表1。

不同品牌同種浮板對比

其他國產品牌的浮板主要有三種類型——A字板、U形板、方板。我又對英發、李寧、佑游這三種品牌的A字板、U形板、方板進行對比研究，計算它們所能承受的最大壓力和受到的最大浮力，具體數據見表2。

英發所有類型的浮板所能承受的最大壓力和所受的最大浮力均最大。李寧和佑游的A字板和U形板所能承受的最大壓力和所受的最大浮力大致相同，但佑游的方板所能承受的最大壓力和所受的最大浮力較大。

適用人群不一樣

浮板游泳練習一般分為打腿練習和手部動作練習。

打腿練習是游泳時手拿浮板，只以腿為游泳時的動力源進行練習，可以幫助我們加強腿部力量、規范打腿動作、增強體能等。所用浮板需面積較大、有把手處，一般選擇A字板、U形板、方板和工字板。

手部動作練習是游泳時腿夾浮板，只以手為游泳時的動力源進行練習，可以幫助我們加強手部力量、規范手部動作、增強體能等。所用浮板需較為小巧、有凹槽，一般選擇U形板、工字板和8字板。

打腿練習浮板適合哪些人

U形板較寬，表面往往凹凸不平，較為粗糙，其所能承受的最大壓力最大，適合成年人、體質量較大者和初學者。

方板較長，形狀較為規則，橫截面大，其所能承受的最大壓力較大，適合體質量較大者、成年人和初學者。

A字板和工字板（較少用）所能承受的最大壓力較小，適合兒童、體質量較小者和熟練者。

手部動作練習浮板適合哪些人

U形板體積最大，而且所受的最大浮力較大，夾在腿部難以控制，適合腿部力量較大的人和熟練者。

工字板中間的凹陷部分適合夾在腿部，體積較小，所受的最大浮力較小，容易控制，適合兒童和初學者。

8字板兩端尺寸不一樣，練習時應大的一端在水下，小的一端在水上，這樣重心可降到水面下，更加穩定。其體積特別小，所受的最大浮力最小，容易控制，適合兒童和初學者。

專家點評

浮板是游泳初學者的安全輔助用品，起到克服恐懼心理和保障生命安全的作用。林默涵同學分析浮板靜止狀態下的受力情況，計算浮板在水體中能夠承受的最大壓力和所受的最大浮力，從力學方面揭示科學原理，定量研究不同種類的浮板及其適用人群，給出了不同人群選擇浮板的建議，方法正確，計算精準，數據翔實，體現了作者學以致用的科學態度、讓科學知識為人服務的價值觀。

浮板隨游泳者處于運動狀態時，受力情況非常復雜，還有許多值得研究和探討的問題。例如：水與浮板相互作用的受力情況，水旋轉時浮板的受力情況，浮板板長等于或不等于水波波長時的受力情況，浮板在駐波作用下的受力情況，浮板在水體有無波浪運動、風速大小和浮板姿態等因素影響下的受力分析，浮板在水中移動時產生的興波阻力和波浪力的計算，等等，可以繼續研究。