物理定律在体育运动中的应用
第一章物理定律在体育运动中的应用
1.1 牛顿第一运动定律及其在体育中的应用
任何物体在不受力作用时都保持静止或匀速直线运动。在自我中
在自然界中，没有任何物体能够完全不受外界影响。在实际应用中，“不受力影响”是指
从某种意义上来说，应该理解为物体上的力相互抵消kaiyun全站网页版登录，结论仍然是正确的。喜欢
当铅球放在场上时，它受到的重力作用与地面支撑力平衡，并且保持
静止的状态。牛顿第一定律指出，如果一个物体处于静止状态并且没有受到其他物体的作用，它将永远保持静止状态。
停止，如果它运动，它总是以匀速直线运动，即物体具有保持原来运动状态的性质。
质量，这种性质叫做惯性。因此，牛顿第一定律也称为惯性定律。惯性是物体固有的
质量的特性是惯性的量度。惯性与是否有其他物体作用于它无关。在体育运动中
，经常会遇到惯性问题。例如，开始冲刺后，人体的跑步速度并不能立即达到最大跑步速度。
人体在冲刺后不能立即停止。这都是惯性造成的。
惯性定律广泛应用于体育运动中，例如跳高运动员的接近。目的是为了改善
速度高，力量大，所以这种惯性效应有很大的推动力，可以让它跳得更高；
再比如踢足球，为什么铲球时容易摔倒；冲刺100米时，到达终点后很难停下来；举重
为什么动员者在举起或举起杠铃时要注意用力用力，把握杠铃的运动状态，即
克服静态并使其运动起来。一旦杠铃开始运动，运动员就需要继续举起杠铃。
响铃时动作的连续性，中间稍有停顿，不但无法完成动作，还可能导致比赛的失败。
失败。这说明当人体的某一部分受到外力作用时，身体的另一部分不能立即反应。
相应地改变。
1.2 牛顿第三运动定律及其在体育中的应用
如果物体A对物体B施加的力为F，则物体B同时对物体A产生力F的反作用力。两个力之差为
牛顿第三定律大小相等kaiyun全站app登录入口，方向相反，在同一条直线上，力是物体之间的相位。
相互作用。相互作用力总是大小相等、方向相反、沿同一条直线。正确理解和应用牛顿第三定律
该定律需要注意的几点是，作用力和反作用力分别作用在不同的物体上，产生各自的力。
自我效应。它们并不等同于一对平衡力。例如，踢足球时，脚对球施加的力为
F、功能
在球上，球加速并变形。球对脚的作用力
F同时作用于足部，使
脚向后加速并压缩。虽然这两个力大小相等，但作用在不同的物体上。
产生不同的效果。作用力和反作用力是彼此存在的条件。它们总是同时发生、同时发生
同时存在和消失。作用力和反作用力必须具有相同的性质。如果力是摩擦力，
反作用力也是摩擦力；如果作用力是弹力，则反作用力也必须是弹力。影响
力与反作用力大小相等、方向相反、沿同一直线运动的定律，并不影响相互作用的两个物体的运动。
地位影响。无论它们处于静止状态还是运动状态，上述相互作用力定律仍然适用。
成立。人们在进行各种运动时，普遍存在作用力和反作用力的问题。阐明
只有通过它们的关系，我们才能正确分析运动中各力的特点，并与牛顿第二运动定律相结合。
进行深入研究。在行走、跑步、跳跃等动作中，人体获得的力量是在推压地面的过程中对地面的运动。
作用在人体上的反作用力。为了获得较大的反作用力作为人体运动的驱动力，必须增大
人推动地面的力量。这又取决于人体肌肉活动对地面产生的力的大小。肌肉活动
积极主动。为了提高人体锻炼的效果，最重要的是增加肌肉收缩的速度和强度
加大踩踏力会产生较大的反作用力，从而改变身体的运动状态。这也是一项运动。
动物生物力学区别于普通力学的特征之一。为了寻求对人体更大的地面反应，
在实践中，采取了一些措施，为行动创造了一些良好的条件。比如选择硬的
场地、跑鞋、跳鞋加鞋钉、起跳时使用起跑器等。
1.3 牛顿运动定律在体育中的应用
当物体做圆周运动时，其速度方向沿着圆的切线方向不断变化，因此存在向心加速度。
速度，其大小为r/a
v，方向指向圆心。根据牛顿第二定律，此时物体
物体必须受到外力的作用，这个外力的方向总是指向圆心，大小为
转/MMA
恩
vF 此力称为向心力。因此，向心力可以定义为：物体做圆周运动
运动时，垂直于速度方向并沿半径指向圆心的力称为向心力。
产生向心力的方法有很多种。有些是由束缚引起的。就像运动员投掷一样
投掷链球时，由于手拉动链球旋转而产生向心力；运动员的手限制铁饼旋转
产生向心力；转弯时或骑自行车转弯时，人和车都需要向圆心倾斜。此时，
人和车的重力G与地面的支撑力N不在一条垂直线上。由重力和支撑形成
合力F就是向心力。
向心力并不是一种新的力形式。向心仅指力的方向。重力、摩擦力
摩擦力和弹性都可以产生这种效果。例如，单杠大秋千中，单杠作为约束对
人体所施加的向心力是单杠变形产生的弹力。上面提到的曲线运行和
自行车等转动时产生的向心力是由重力和支撑力产生的。
1.4 动量定理及其在体育中的应用
动量定理，又称动量原理，是描述物体机械运动状态变化的基本定理之一。
一。当物体运动时，一定时间内动量P的变化量等于其在这段时间内所受到的合外力。
时间冲量 I.动量定理可由牛顿第二定律推导出来。在研究具体问题时，有
人们此时关心的不是力量的瞬时效应，而是累积效应。例如铅球的动作时间为s4.0，
通常关心的是铅球在这段时间的动量增加了多少，出手时有多少动量。
如果外力作用在物体上一段时间。根据牛顿第二定律，可求出各瞬时加速度
程度的大小和方向，但动量的变化却找不到。因为物体动量的变化是由冲量引起的
使用物体的直接结果是，物体动量的变化仅取决于外部冲力的大小，而不深入研究作用在其上的力。
过程中变化的具体细节。两种不同的外力，虽然其变化不同，但只要
它们产生的冲量值将是相同的，并且物体动量的变化值也将是相同的。这是一个具体的分析点
问题带来了很大的方便。例如，我们可以用恒力来代替变力的效果，只要这样
恒定的力与可变的力在相同的时间内产生相同的冲量。这种恒定的力通常称为变力的平均值
势头。
1.5 摩擦力及其在运动中的应用
当两个物体相互接触时，接触面上就会出现阻碍相对运动或阻碍相对运动的倾向。
势能称为摩擦力。摩擦通常分为滑动摩擦、滚动摩擦和静摩擦。在其所有的
当所有条件相同时，两个物体之间的滑动摩擦力小于最大静摩擦力。摩擦力大小
它与接触面之间的压力有关。当接触面粗糙度一定时，压力越大，摩擦力越大。
我们在生活中都有这样的常识。当自行车轮胎充气不足时，骑行会更加困难。
摩擦力的大小与接触面的粗糙度有关。当压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大。
越大。运动中到处都会用到摩擦力。例如，赛车时，车轮往往非常粗糙且不打滑。
轮子的作用是增加摩擦力；拔河时，当双方力量相等时，脚间的摩擦力为
摩擦力的大小是胜负的关键。因此，有经验的运动员都知道，穿运动鞋时最好
在脚下挖一个小洞以增加摩擦力。当然，在运动练习中，有些动作是需要减少摩擦的
力，有些动作需要增加摩擦力。例如，体操运动员在上酒吧之前会在手上涂一些镁粉。
在进行自由体操之前，运动员会在体操鞋的鞋底沾一些松香粉，以增加摩擦力。和
滑冰运动员在比赛前磨利冰鞋并润滑滑雪板，但目的是减少摩擦。
力量。
1.6 人体运动中的功能关系
1.6.1 机械能及其在运动中的应用
运动中，人体各种形式的运动：推、拉、伸展、缓冲、鞭打等动作，
人体关节或设备正是通过肌肉收缩而产生一定的位移。这时，肌肉的收缩力是正确的。
外部世界完成了这项工作。可见，功是力对物体作用的量度，反映了力对物体的作用效果。
使用效果通过对象位移进行累积。
1.6.2 势能及其在运动中的应用
由相互作用物体的相对位置决定的能量称为势能。它包括重力势能和
弹性势能有两种类型。
重力势能：静止的物体，只要处于一定高度，就可以
去做工作。这种能量是由于物体和地球的相对位置的变化而产生的。它被称为引力势。
有能力的。质量为 m、距地面高度为 H 的物体，其重力势能为 mgH
显然，物体越高，其引力势能就越大。
弹性势能：拉满的弓可以射出箭；弯曲的尼龙棒可以把人弹起来。这张表
它表明，发生弹性变形的物体也能对外做功，因而具有能量。物体发生弹性变形
变化所具有的能量称为弹性势能。只要是弹性体，在变形时就具有弹性势能。
例如篮球、排球、足球、乒乓球、网球等在外力作用下变形时具有弹性势能。
有能力的。
1.7 机械能守恒定律及其在体育运动中的应用
从作用原理可以看出，如果系统上的内力和外力（除重力和弹力外）不做功或不做功，
功之和为零，或者说物体所受的总外力为零kaiyun.ccm，即0W。此时系统的总机械能仍为
保持不变。在运动中，不存在严格的机械能守恒。因为在运动过程中，人体
所拥有的机械能可以通过肌肉活动（化学能转化为机械能）来增加，也可以
部分机械能因克服摩擦产生的热能而被消耗。但就自然界的总能量而言，
持续的。在此前提下，各种形式的能量可以相互转化。但能量无法被创造，也无法被创造。
它无法被摧毁，只能从一种形式转换为另一种形式。这是最常见、最重要的自然法则。
法则——能量守恒定律和能量转化的普遍法则。
1.8 倾斜投掷及其在体育运动中的应用
物体斜向上抛掷的运动称为斜抛运动
[5]
。斜投掷运动分解为水平方向的匀速运动。
快速直线运动和垂直自由落体运动。水平方向的距离称为范围，垂直方向的距离称为范围。
距离称为射击高度。实验表明，当发射角度较小时，射程随着发射角度的增大而增大；
发射角度为45°时射程最大；随着发射角度的增加，射程会减小。投掷标枪，投掷
铅球、助跑跳远等都属于斜投运动。理论上，要获得最大射程，请投掷
入射角应为 45°。但实际上，射程还与投掷点的高度有关。获得射程最大的弹丸。
角度不是45°，而是42~40°。如果运动员身材较高，投掷角度应为42°。
第二章 物理定律在体育运动中的应用实例
2.1 投掷运动
如果你经常看足球比赛，你一定见过点球之前的直接任意球。此时，通过
往往有五六名防守球员在球门前形成“人墙”，挡住球门路径。进攻
主罚点球的球员射门有力。皮球绕过“人墙”，正要飞出球门，却沿着边线飞了出去。
弧线拐过拐角，直奔球门，让守门员措手不及，眼睁睁地看着皮球在他眼前飞入。就是这样
这是一个颇为神奇的“香蕉球”。
足球为什么在空中呈弧线飞行？事实证明，在给予“香蕉球”处罚时，运动员
不是用脚踢足球的中心，而是稍微向一侧踢，同时用脚背摩擦足球，使球
它一边旋转一边在空中前进。此时，一方面空气朝着球的方向向后流动，另一方面空气又朝着球的方向向后流动。
另一方面，由于空气与球之间的摩擦力，球周围的空气会一起旋转。所以，
空气在球的一侧流动较快，而在另一侧流动较慢。物理知识告诉我
我们：气体的流量越大，压力越小（伯努利方程）。由于足球两侧的空气流速
不同程度对足球造成不同的压力。因此，足球在气压的作用下
向下，它被迫转向风速较高的一侧。足球比赛中罚点球时，球速达到8.27米/秒。
球速如此之高，如果守门员有太多的反应时间。另外，从站立位置猛扑到突袭点也需要一段时间。
有一定的移动时间，守门员想要扑出点球并不容易。如果守门员用胸部停球，那么他的胸部
对身体的冲击力高达1470N。如果双手接球，冲量会瞬间降低至490N。这是因为
通过手臂运动，球的制动距离可延长3倍。可以用动量定理来解释：碰撞
冲击时间增加，力减小。
2.2 拉锯战
根据牛顿第三定律（即当物体A对物体B施加力时，物体B也必须
给物体A一个反作用力。反作用力和反作用力大小相等、方向相反、在同一条直线上。
（在线），拔河的两队，A对B施加多大的拉力，B同时对A施加相同的力？
拉力的大小。可见，双方的拉力并不是决定胜负的因素。
通过分析拔河比赛中两队的受力情况可知，只要拉力小于与地面的最大接触力，
如果静摩擦力大，就不会被拉动。因此，增加与地面的摩擦力就成为胜败的关键。
首先，穿鞋底有凹凸图案的鞋子可以增加摩擦系数，增加摩擦力；和
也就是说，玩家的体重越重，对地面的压力就越大，摩擦力也会增大。大人和小孩的拉锯战
成年人很容易获胜。关键是成年人的体重比儿童重。
另外，在拔河比赛中，胜负很大程度上取决于人的技术。例如，脚
用力推地面，可以在短时间内产生比地面自身重量更大的压力。另一个例子是当一个人向后倾斜时，
利用对手的拉力来增加对地面的压力等，目的是使脚底面向地面的面积最大化。
摩擦来赢得比赛。
2.3 跳跃运动
跳高运动员依靠助跑的惯性力和起跳、蹬地时的支撑力，可以飞过横梁。
反作用力。由于惯性力的方向是水平向前的，因此支撑反力是垂直的（或近似
垂直）向上，因此起飞后身体重心沿抛物线轨迹移动。这条抛物线
弹道的高度取决于跳跃的初速度和起飞角度的大小。换句话说，跳跃的初始速度
角度和发射角度是增加跳跃高度的关键。一般来说，这两个值应该尽可能增大。
最大升角为90度。不过，由于跳高不是简单的垂直向上运动，因此需要越过横梁。
必须有前进的力量；而且，必须充分利用水平速度来提高电梯的初始速度。所以，
升角应小于90度。至于起跳的初速度，与运动员的素质和技术熟练程度密切相关。
都相关。初始速度越大，跳跃越高。当起飞角一定时，初始起飞速度为
效果肯定。
提高跳远成绩的方法。首先，运动员通常需要加强腿部的跳跃能力和跑步速度。
训练;其次，运动员在跳远时应在适当的距离内跑起，并在接近起跳板前加速。
力争获得最大起飞速度；第三，起跳时，双脚用力向后、向下推动，使跳板起跳，形成“飞”
根据牛顿第三定律，这可以使运动员获得更大的向上和向前的反作用力。
力量;另外，根据能量变换和守恒定律，这样做可以使运动员
更多的弹性势能可以转化为动能，从而获得更大的速度，增加跳远距离；第四，
起跳“空中步”后，摆腿应迅速放下并向后摆，胸、腰、腿用力向前伸展。
手向后摆动，依靠体内肌肉的伸展和收缩，通过相应的内力做正功，以增加跳远运动员的长度。
运动员的动能延长了在空中“飞行”的时间，增加了跳远的距离；最后，当运动员落地时，
落地时身体要后缩，降低重心，增加身体的稳定性。
物理定律
在体育运动中的应用
智英
