最懂運動理論的業(yè)余教練：跟《我的牛頓教練》學物理小知識

你試想過一屋子的空氣有多重嗎？陸地上的生物都習以為常地生活在空氣中，這種無色無味的氣體不能被看見也不能被抓住，因此很容易被人忽視。這時牛頓教練就該出場啦，他會告訴你氣體會對物體產生力的作用，比如騎車時感受到的“風”其實就是阻力。

牛頓教練能夠幫你發(fā)現(xiàn)很多的“習以為常”，這些都和物理學甲的“力”息息相關。為什么自由泳是人類游動速度最快的泳姿？舉重運動員怎么就能舉起重于自身體重的杠鈴？賽艇項目中舵手為何一般都體重較輕？

物理并不高深，物理就在每天的生活中和每一項體育運動里。物理也可以被理解為事物發(fā)展變化所遵循的規(guī)律和原理，了解一些“事物道理”小常識大有裨益。你不僅能夠明晰表象背后的原理，不會因為一些表征或者現(xiàn)狀而被蒙蔽，也能夠更好地理解和解難自然界和人類社會中的各種現(xiàn)象，并運用所學輕而易舉地取得突破或進展。

以足球比賽為例，比賽中，球員們常常需要用到物理中的力學知識。比如球員射門時，力量的施加會直接影響球的速度和軌跡，而球的運動軌跡又受到重力和空氣阻力的影晌。通過對這些物理規(guī)律的了解，球員們可以更好地掌握射門的技巧和方法，提高進球的概率。

牛頓教練是會講故事的教練，央視紀錄片頻道的《我的牛頓教練》以牛頓為虛擬人物，通過列舉運動實例的方式和嵌入動畫解說的表現(xiàn)手法為觀眾講解運動中的物理原理，通俗易懂，深入淺出地幫助小朋友了解運動中的奧秘。每集二十多分鐘的節(jié)目中，會有一系列圍繞某個中心主題的問題被置于不同的運動中提出，由此衍生出運動項目中的力學原理，通過學習這些理論就能明白開始的問題該如何回答了。

在本期，請跟隨牛頓教練去《我的牛頓教練》中學習一些有關于體育運動的物理學小知識吧！

標槍運動中怎么才能投得遠？

相關因素

1.標槍出手時的速度。

2.標槍出手時的角度。

原理

1.標槍飛在空中時會一直受到重力的影響，重力是向下朝著地面的，因此標槍不會一直飛在空中，而是最終落回到地面。

2.標槍被運動員投出時，運動員會對標槍產生力的作用，這就是使標槍能夠飛向空中的原因，這個作用力就叫作升力。

3.標槍的飛行速度會因為迎面而來的阻力而慢慢降低，阻力從不缺席，一直存在。

4.升力和阻力互為關聯(lián)因素，是同時出現(xiàn)的，兩者的大小取決于運動員手中標槍的出手角度。經過驗證，拋射角度為45°時，標槍可以在其他所有條件都相同的情況下飛得最遠。

5.出手角度大的時候，升力也就會越大，但與此同時標槍的迎風面積也就越大，阻力也會隨之加大，而阻力的增加反會對標槍的投擲產生不利影響。不過如果想讓阻力變小，可以減小出手角度，然而出手角度小了，升力也會隨之變小。升力和阻力相互制約。

賽跑運動中怎么才能跑得快？

相關因素

1.運動員騰空的距離，也就是步長，這也是“大長腿跑得快”的原因。

2.運動員每次騰空的頻率，也就是步頻。

原理

1.牛頓運動定律指出，我們可以向前奔跑的力是源自于腳向后蹬地時地面給予的反作用力，這個力與跑步對腳與地面之間的角度相關。

2.個子高的人步長更大，而個子矮的人步頻更快，頂尖短跑男運動員的平均身高大約為1.85米，這個身高的人更容易達到步長和步頻間的平衡。

3.身體越大，所受到的空氣阻力也會越大。跑步時腳與地面的接觸時間更長時，運動員就會獲得更多的垂直分力，這時運動員的騰空時間就會增加，因此騰空距離也會隨之增加。

網球運動員為什么喜歡打上旋球？

相關因素

1.網球在空中的飛行高度。

2.網球在空中的飛行速度。

3.網球在落地后的速度變化。

原理

1.當上旋球翻滾向前時，球下方的空氣流速快，壓強?。磺蛏戏降目諝饬魉俾?，壓強大。根據(jù)馬格努斯效應，氣流從壓強大的地方向壓強小的地方流動，會形成一個向下的力，所以上旋球會比下旋轉的球更早地落到地面上。

2.根據(jù)牛頓第三運動定律，有作用力必然會有反作用力，這兩個力大小相等，方向相反。所以當上旋球落到對方場地彈地的瞬間，由于球是向前轉動的，會給地面一個向后的摩擦力，地面也就給了球一個向前的反作用力。這樣一來，上旋球彈地后會有一個明顯的加速前沖趨勢，