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2023年国家公务员常识备考：体育项目中的物理原理

2023-05-23 15:00:08 公务员考试网 https://tj.huatu.com/ 文章来源：华图教育

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　　物理和体育是分不开的，在体育活动中随处可见物理知识。下面我们摘取其中几种常见运动，来分析运动中的物理知识。

　　篮球运动

　　篮球运动中，运球和投篮是常见的动作，在这些动作中都蕴含着物理知识。拍球时球下落至地面，当球与地面接触瞬间，球对地面有向下的作用力，根据牛顿第三定律，同时地面会给球向上的反作用力。球在上升过程中由于空气阻力等因素致使球上升高度必然小于其下降高度，因此为了使球上升的高度等于下降的高度。拍球者往往要对球施加一个向下的力。投篮时篮球受到来自于投篮者手指的力，从而旋转滑出，在整个过程中满足角动量守恒定律。篮球在飞行过程中有两个运动形式，从投篮者到篮板的平动及篮球自身的转动。由于旋转，篮球整体飞行速度不同，底部大于顶部，当篮球与篮板接触时，底部受的力更大，极大地消耗了自身的动能，其速度将急速下降，更容易落人篮筐。

　　兵乓球运动

　　乒乓球运动中经常会出现旋转球，旋转球分为上旋球、下旋球和侧旋球。以上旋球为例来分析，当球与球拍接触的一瞬间，若球拍被向上拉动，则兵乓球在与球拍接触时受到的力为自身的重力、竖直向上的摩擦力和水平向左的弹力，这三个力形成某一方向的合力，球将在合力的作用下逆时针旋转。如果在球与球拍接触的瞬间球拍对球施力口某一方向的力，使得球受到这一方向的摩擦力，那么球将在合力的作用下产生下旋和侧旋。

　　田径运动

　　以立定跳远为例，立定跳远是通过立定摆臂起跳来完成动作的。在这个过程中摆臂起着至关重要的作用。根据能量守恒定律，运动员自身的能量是恒定的，起跳时他的能量转化为动能和重力势能。当运动员摆臂时，身体将受到合力的作用，合力做功，起跳时运动员的能量就多了合力所做的功，合力越大，功越大，运动员起跳时获得的动能就越大，他跳的就趟元。所以了解在起跳时如何摆臂能获得最大的起跳速度是非常重要的。

　　体操运动

　　体操动作中同样也涉及到许多的物理知识，比如旋转动作，当运动员以自身为轴旋转时，满足角动量守恒定律，要完成旋转，需要张开双臂，旋转起来后需要曲臂或放下手臂，原因是张开双臂时自身的转动惯量较大，其转动角速度较小，旋转起来后为了获得比较大的转动角速度需要曲臂或放下手臂以减小转动惯量。如果运动员边旋转边移动，则涉及到平动和转动，对于运动员来说他整个运动形式是平动和转动的叠加之后的合运动。

　　蹦床运动

　　蹦床过程就是一次能量转换过程。运动员下落时，重力势能转换为动能，因此运动员在下落时都要曲腿以使重心下移。当他与蹦床接触时，动能转换成弹性势能，在弹性力的作用下运动员被反弹上升，弹性势能转换成动能。由于在上升過程中空气阻力、摩擦力等阻力因素，其上升的高度必然小于其开始下落时的高度。此时，运动员为了增加上升高度，在与蹦床接触时会用力蹬蹦床，根据牛顿第三定律，其必然会受到蹦床对他施加的反作用力，此力会做功，则运动员在上升时的动能是由弹性势能和反作用力做的功共同转化的，故而增加了动能，增大了上升高度。

　　刷题巩固

　　【例题】关于体育项目中所蕴含的物理原理，下列说法错误的是( )

　　A. 百米赛跑时运动员起跑快是指起跑加速度大

　　B. 拔河比赛时获胜一方对绳子的拉力更大一些

　　C. 举重比赛时运动员手上擦些“镁粉”目的是吸湿，增大摩擦力

　　D. 跳高比赛时会垫厚厚的垫子，是为了减小运动员落地时所受的冲击力

　　答案：B

　　【解析】第一步，本题考查物理知识并选错误项。

　　第二步，绳子的受力特点是在绳子的处处张力都相等，不管是怎么拉动，T甲=T乙(为了区别于阻力F，绳子的拉力用T表示)恒成立。至于为什么最终一方会向另一方移动，其原因是两者克服拉力所能承受的最大阻力即静摩擦力不同。与B项表述不一致。

　　因此，选择B选项。