物理知识点在标枪运动中的应用

张珈瑞

标枪是一种投掷类的运动项目，也是体育竞赛中比较常见的一种运动类型。运动员在对标枪进行投擲的过程中涉及到多种物理学中的知识点，为了实现更远的投掷距离，就必须考虑到标枪的投掷角度、投掷力度以及投掷过程中空气阻力的情况，这一过程就是对物理力学、空气动力学等原理的体现。基于此，本文对标枪运动中物理知识点的应用进行分析，希望可以为相关运动员提供技术性的参考，帮助其提高投掷成绩。

标枪运动最早出现于希腊的奥林匹克运动会中，由旧式的打猎武器演变而成，在长久的发展过程中，标枪运动的更加规范化、正式化，在体育田径比赛中占据重要地位，因此人们对标枪运动的重视也随之提升，作为竞赛类的项目更加注重于对投掷技术以及比赛成绩的关注。在投掷标枪的实践中，运动员需要通过助跑来获取动量，并将动量完全作用于与标枪相平行的纵轴上，之后借助肩部力量的带动将标枪进行投掷，由此可以看出，标枪的投掷距离与运动员的投掷时所出手的初始速度和投掷的角度具有较大的关系，为了取得更优秀的比赛成绩，运动员应该根据以上有关物理学的知识点对自身的投掷技术进行完善，有效提升标枪投掷水平。

1 标枪运动中的影响因素

标枪运动在投掷实践过程中受到多种因素的影响，一方面在于压强阻力的作用，标枪投掷出后会以高速运转的状态在空气中飞行，与空气中的气流发生相互作用，促使气流分流速度加快，标枪周围形成环层气流并始终围绕在其周围，在惯性作用的影响下气流在标枪尾部产生积聚，漩涡区不断减少且压强不断增加，与标枪头部的压强差随之减小，进而标枪所受阻力降低。另一方面在于标枪的偏向力，标枪在飞行过程中受到气流环层的作用，其周围气流所运行的速度发生较大的变化，顺气流区域内的速度较快，逆气流区域则反之，其中速度较快的气流中流线密度大，速度较小的流线密度也小，流线密度较大的区域内受到的压强也比较小，在多种作用力的共同作用下就会影响到标枪的运行轨迹。此外运动员的助跑速度、出手速度以及力量的大小也会对标枪的运行状态产生影响。

2 物理学知识点在标枪运动中的应用

2.1 标枪的升力和阻力

当物体在空气中进行运动时会受到空气中反作用力的影响，这种反作用力不仅是其中存在的阻力，而且还包括其中的升力，而标枪投掷效果的关键因素就是升力与阻力的比，标枪在飞行过程中其表面会受到不同程度气流压力的作用，在中心所形成的压力会产生分解，并垂直作用于标枪的表面，空气中的阻力会逐渐降低标枪的飞行速度，而升力却能够确保标枪可以在空中实现长时间的滞留。受到攻角变化因素的影响标枪压力的中心位置也会随之改变，运动员在投掷标枪应尽量保持攻角的角度为零，使标枪的纵轴与其重心运动处于同一方向，当标枪在飞行过程中其攻角也会逐渐增大，只有在攻角大于15°时标枪表面所受压力的中心位置才会趋于稳定，但是攻角也不能太大，否则标枪尾部的气流就会严重扰乱标枪表面的气流，造成其升力下降，故而也会缩短标枪在空气中的停留时间，只有当标枪所受的上升力大于下压力时才可以进一步延长其在空气中的滞留时间，进而标枪的投掷距离也会更远。

2.2 标枪的投掷角度

2.3 标枪的初速度

标枪的初速度对标枪的投掷距离也发挥着比较重要的作用，运动员在投掷标枪之前必须借助身体助跑的形式将动力力量发出并将其作用于标枪上，运动员的助跑速度加上出手之前的用力共同形成为标枪的初速度，只有更加快速的助跑行为才能够确保运动员的出手速度足够快，进而才可以进一步延伸标枪的运行时间。物理学中指出力是速度提升的关键，因此运动员若想提升标枪竞赛的成绩就必须关注到标枪上的作用力，在进行投掷时运动员对力的使用一方面在于助跑的加速运动，以快且合理的速度进行助跑，另一方面是当助跑终止时身体部位的用力，腿部分别进行制动性的减速，腰部及手部则需进行力的加速运动，只有这样才能够确保标枪的初速度足够快，实现对标枪飞行速度的提升。

3 结束语

综上所述，在投掷标枪时受到多种因素的作用会对标枪的投掷距离产生影响，为了更好的提高运动员的标枪投掷技术以及比赛成绩，就需要看到标枪运动中所存在的物理学知识点，从标枪的初始投掷阶段一直到标枪的落地都表现出对力学原理和空气动力学原理的运用，因此教练员或运动员要从物理学的角度对标枪运动进行细致的分析，把握发力要点，掌握投掷的关键技术，将物理学知识点作为运动的技术指导要领，推动标枪运动的发展。

（作者单位：成都体育学院）