羽毛球运动中的物理学原理

文长沙市第一中学　刘　锦



羽毛球运动中的物理学原理

文长沙市第一中学刘锦

羽毛球运动是一项深受大家喜爱的运动，打羽毛球时，人们需要不停地移动跳跃、转体、挥拍击球。

这项运动包含了物理学、化学、生物学等知识体系，而物理学在羽毛球运动中起着至关重要的作用。本文结合实际情况剖析了羽毛球运动和物理学之间的联系。

一、判断羽毛球的落点位置

打羽毛球时，如何有效判断球的落点位置非常关键。场上环境变幻莫测，往往需要选取一个合适的物体作为参照物。球场双方队员、场地、场地外的物体是羽毛球运动中的主要参照物。

正确选取合适的参照物能让人们较快地适应不同的运动场地，更好地判断羽毛球的落点。

二、人体击球时的物理学原理

在羽毛球运动中，每一次击球都伴随着能量的转移，由人体的生物化学能通过人体力矩作用，传递到羽毛球上便出现了转化或转移。

每一次击球的过程也是一次动量的碰撞，从动量守恒的角度分析：m1v1+ m2v2= m1v1′+ m2v2′，其中：m1是人和球拍的质量，v1是击球前球拍的总速度；m2是球的质量，v2是来球的速度；v1′是击球后球拍的速度，v2′是击球后球的速度。v是矢量，具有方向性，以击球后的速度方向为正，则来球的速度为负。

在击球碰撞过程中存在动能的损失，并仅以弹性碰撞（忽略动能的损失）来分析，如果想让击球后的速度快，需要保证击球前动能和足够大。我们可以通过固定大臂来增加击球前人和球拍的质量。另一种是加大球拍的总速度，球拍不仅有手臂手腕挥动的速度，还有人体腰腹后仰后再向前弓的速度，两者加上比挥拍的速度快。

二是减少来球的负的动量，即减小v2，这样击球前的动量就足够大。要想球速快，就要增大v2′，在等式左边一定的情况下，只有减小m1v1′才行。m1是一定的，只有尽可能地减小v1′，即当击球后人和球拍是静止的，也就是平常所说的制动。

通过上述分析，要提高击球后的球速，可从以下几点着手。

1.在合适的时机击球，尽量在来球速度降低时击球。

2.尽量利用人体上半身的重量，理想情况下是做到人拍合一。

3.利用上腰腹的反弹，并加大挥速。

4.尽量在击球后制动。

三、羽毛球飞行过程中的物理学原理

羽毛球被打出去后的飞行路线是斜抛运动。根据运动独立性原理，可把斜抛运动看成做水平方向的匀减速直线运动和竖直上抛运动的合运动，处理沿水平方向的匀减速直线运动和自由落体运动的合运动。

在羽毛球的击打过程中，为保证击打后到达对方接球点的球速快，可通过打高球、吊球、杀球来实现，这就要求人们取得击球的制高点、加快来回球速和找到适宜的落点角度。

由于羽毛球飞行路线是斜抛运动，从自由落体的角度来看，处理时间长会导致处理球时的速度快、动能和动量大，这样的球很难被有效控制，故借助起跳增大击球时的高度、减少处理时间来掌控场上局势。

另外，网前击球时搓球的最高点控制在自己的场区内，球过网后将沿网边垂直下降，让对方不易接住。

通过参照物、动量守恒、自由落体、斜抛运动等物理学原理分析羽毛球运动，不仅能知晓羽毛球运动过程中的奥妙，也让我们更为深刻地认识到物理学在日常生活中的重要性。