体育运动中的物理力学知识研究

邵晨翔

摘要：物理学属于一门自然科学，物理学研究范围非常广泛，也是其他自然科学的研究基础。物理学的工作语言可以是数据工具，这也可以保证物理学具有极大的精密性。而在各种体育运动当中都蕴含着各种物理知识，我们在日常做运动的时候就会用到物理知识，利用物理知识可以提高运动的质量水准。本文主要论述了体育运动当中存在的物理力学知识，通过总结规律，可以更加省力的完成体育运动。

关键词：体育运动;物理学;力学知识;物理规律

越来越多的人喜欢体育运动，但是很多人都不知道其中蕴含的物理知识。当前物理教学当中很少结合体育运动，导致很多人虽然学过物理，但是仍旧不理解体育运动中的物理知识。人们生活水平不断得到提高，体育运动成为人们生活的一部分，体育运动当中具有很多物理知识，体育工作者利用這些物理规律，并且在体育比赛当中应用，有利于更加省力、高效的获得良好的体育成绩。

1.乒乓球运动中的物理知识

乒乓球是我国的国球，并且在世界范围内也是非常受欢迎的球类体育运动。在乒乓球运动当中蕴含着很多物理知识，尤其是物理力学知识。例如同学们在打乒乓球的时候可能会不小心踩憋乒乓球，可以将其放入热水当中，乒乓球里面的气体温度升高，体积开始变得膨胀，乒乓球马上就会复原。这一现象就是物理学里面的热胀冷缩知识，学生充分理解物理学知识，可以在运动当中应用。

在乒乓球比赛当中，运动员获得胜利的必要条件就是发球的水平，而运动员发球过程中蕴含着很多物理力学知识。在第一个阶段，运动员向上抛乒乓球，当达到一定高度之后，乒乓球在运动过程会逐渐减小乒乓球的动能，同时也在增加重力势能，在最高点其动能达到了零，重力势能达到最大值，可以转化动能为重力势能;在第二阶段，乒乓球开始在最高点静止，并且下落到球拍，球高度不断减少，速度逐渐提高，在这个过程中，开始逐渐降低乒乓球的重力势能，同时逐渐增大乒乓球的动能，转化重力势能为动能;在第三阶段，乒乓球接触到球拍，会弹性形变达到最大值，在这个过程中逐渐降低了乒乓球的速度，同时也逐渐增大乒乓球的弹性形变，动能也开始逐渐降低，开始增大乒乓球的弹性势能，转化动能为弹性势能;在第四阶段，弹性形变在最大值开始逐渐恢复到原状，在这个过程逐渐降低了乒乓球的弹性形变，同时也逐渐提高了乒乓球的速度。动能变得大的同时开始降低乒乓球的弹性势能，因此可以转化乒乓球的弹性势能为动能。球拍提供外力，乒乓球开始飞速运动。通过能量的转化，再结合发球高度，球的弹性变形可以使球的速度由此改变，运动员通过改变发球的技术，可以学到更多的物理学知识，使发球水平由此提高。

2.篮球运动中的物理力学知识

篮球运动当中也设计到很多的物理力学知识，巧妙利用这些知识，可以提高运动员的篮球运动水平。飞行的球体在空中涉及到物理力学知识。牛顿发现每个作用力都具备反作用力，反作用力和作用力大小相等，方向是相反。空气中旋转的球体也是这样，球体在旋转过程中周围的空气随之旋转，球体表面会形成一层气体粒子，产生空气环流，和篮球旋转方向一致，这样一来球体后补气流波动就会由此减少，球体旋转也会感受到反作用力。例如篮球后旋过程周围的空气也会向下旋转，空气也会产生向上的反作用力，这是篮球的托浮力。如果篮球在空气当中并没有旋转，那么增大篮球受到的空气阻力，虽然篮球质量比较轻，但是因为横截面积比较大，就会增大篮球在空中受到的阻力。尤其在远距离投篮的时候，如果篮球没有旋转，那么就会承受较大的阻力，球速比较快，就会产生越大的球后波动，球体会接受到很大的形状阻滞，而且篮球行进速度越快，那么就会承受越大的阻滞。

综上，旋转的篮球可以有效的降低空气阻力，同时还会接受空气的反作用力，如果是后旋球，可以保证球飞行的更高，并且还具备一定的稳定性，使投篮弧度由此提高，同时可以使入篮角由此增大，提高篮球的命中率。

3.跑步运动中的物理力学知识

跑步运动是不断重复的周期性运动，波动速率和频率以及波长之间具有密切的关系：速率=频率×波长。而跑的频率和步频和步长具有密切的关系：速率=步频×步长。这就说明要想提高跑步的速度，就要增大步频和步长。例如A、B两个人体力相同，跑步方式不同，A的起步角比较大，A跑步的身体高度较高，以此需要耗费更长的时间跑下一步，这样就会导致步频比较小。因为A的起步角比较大，那么身体升高的分速度比较大，就会导致水平向前的速度比较小，最终步长就会比较短，这样一来A就会跑的更慢一些。

4.跳远运动中的物理力学知识

在田径运动当中，跳远占据重要的地位，这项体育项目对于力量爆发具有较高的要求，尤其是对于运动员腿部和腰部的力量爆发提出较高的要求。跳远这项运动具有很强的技巧性，因此可以利用物理力学知识，提高运动员的跳远成绩。这就需要分析跳远运动的力学原理，促进跳远运动员获得良好的跳远成绩。

运动员通过助跑可以获得高起跳的速度，在助跑环节当中，可以充分的发挥力量，提高极限助跑速度。但是在实际操作当中无法保障每一次助跑都完美。为了运动员可以获得良好的跳远成绩，一方面需要加强训练，提高运动员的身体素质，加强他们的爆发力，另一方面需要预估运动员的提升速度绩效，确定助跑距离。

在起跳过程中，运动员需要提高向上的提升力，控制各方面因素的干扰。在起跳过程中需要利用手臂获得反提升力，运动员在起跳的时候，手臂不断用力的向下摆动，可以形成向上的反提升力，再加上踏板的反作用力，可以极大的提高运动员的提升力。

5.结语

除了上述几种运动之后，很多体育运动当中也涉及到物理力学知识，物理学属于一门应用型科学，体育运动蕴含着各种物理学知识，在体育运动当中利用这些知识，可以提高体育成绩，促进体育运动的发展。

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