力学原理在体育教学与训练中的应用①
唐秀松
(上海健康医院体育教学部 上海 200237)
摘 要： 随着我国经济的发展，以及人们对身体健康的重视，体育运动成为增强人体素质的重要方法，同样，力能使物体的运动状态发生变化，力可以使运动的物体静止下来，也可以令静止的物体运动起来，还可以令运动物体的运动速度大小、方向发生变化。因此，在体育教学中力学原理的应用显得尤为重要，是拥有高超体育技能的重要方法，尤其是在体育训练中应用力学原理，能够更快、更准地完成目标。本文通过分析力学原理与体育运动的关系，举例说明力学原理的应用，以此提高体育教学质量，促进运动员的成长。
关键词： 力学原理 体育教学 应用
在体育运动中灵活的应用力学知识能够更快、更准地完成目标，无论是体育运动中的足球、篮球、乒乓球运动，还是跳高、跳远、赛跑运动，都是建立在力学原理的基础上迅速达到目的的运动项目。而在物体运动力学的摩擦力、重力、弹力等都是建立在力的平衡状态而产生的由力引起的运动，主要的原因还是力的作用改变了物体的运动方向，因此，在体育教学以及训练中，通过观察与分析物体或人的受力情况、运动情况，就能控制物体或人的运动状态。本文分析力学与体育运动的关系，并对力学原理的应用根据实例展示出来，进而达到强化体育教学质量，提高学生的专业技能的目的。
1 力学与体育运动
体育运动中力学知识主要体现在静力学、动力学、运动学的运用上，主要是通过受力关系及力学平衡上，正如一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，力能使物体运动状态发生改变，物体自身受力的合力方向是物体运动的方向。分析体育运动中人的移动便可以发现，人体的位移、速度、加速度、方向只与人的受力情况有关系，而在人的受力情况出于平衡状态时，人是处于匀速运动状态或禁止状态，而人的运动无不与人与地面的摩擦力、空气的阻力及作用力有关，那么从力学的角度分析体育运动，就可以很简单的得出，作用在人、物体上的力处于非平衡状态，就是运动的关键，而运动的方向、速度是处于力合力大于0的情况下由合力的大小、方向决定[1]。
而在体育运动中，力的大小、方向决定着物体或人的运动方向及运动时的速度和加速度。力的变化决定着运动中的物体的运动情况，同样体育运动中物体的变化由物体受到外力作用产生的。就如同在乒乓球的体育运动中，乒乓球在离开球拍后做加速度减小的加速运动及加速度增大的减速运动，而在这个过程中，乒乓球会有一个落点，离拍后和在第一落点称之为第一弧线，离开第一落点后的运动为第二弧线，乒乓球会受到空气复杂作用力、球拍力、重力、马格努斯力、浮力的作用，而之所以乒乓球会做向下的弧线运动，是因为其重力向下的努力在不断减小。而最终球落在球案之后，支持力与重力处于平衡，而基于这一点的受力情况，如果能够根据乒乓球的运动状态而分析出这一点乒乓球在复杂运动后的弧线运动，那么就能够非常准确的预判出球的运动方向及运动时间，并作有效的拍击，同样，根据球拍的角度、方向、力度等，决定着乒乓球的运动轨迹及速度等，也就是说，这项体育活动中乒乓球的受力情况决定着乒乓球的运动情况[2]。
同样，从人体运动角度来看，人在受到外力的作用后，受力情况必定发生变化，而受力部位的合力大于0后人的身体部位的状态必定发生改变，如手的变化是在受到一定外力后发生的改变进而改变了手中球拍的状态。而手中球拍之所以在接触到乒乓球后与手发生位移是因为在乒乓球作用在球拍上的力被手作用在球拍上的力平衡了。正如体育活动中如果用球拍拍击一个高速运动而来的乒乓球，那么结果必定是球拍处于相对稳定状态，而乒乓球会被反弹，而用球拍拍击一个高速运动而来的足球或篮球，那么球拍与手的相对运动状态就会被打破，这是因为足球或篮球作用在球拍上的力远远大于手作用在球拍上的力。可以说，在排除复杂环境条件对运动物体的影响后，力学原理能够很简单的解释体育运动中所有的物体运动，如果站在运动员的角度来看，想要控制物体的运动状态，就必须控制物体的受力情况。而这对体育教学来说，有着极为重要的意义。
由图1可看出，1号和2号菌呈短杆状，3号和4号为球状，根据其菌落形态、菌体形态等特征判断，具有细菌的典型性，均为单细胞。
2 力学原理的应用
2.1 弹力的应用分析
从力在体育教学与训练中的应用来分析体育运动，可以很简单的作用通过控制力的作用来控制物体或人的运动，如，从弹力的角度来分析跳板跳水的教学与训练，从能量守恒上来说，在运动站在踏板进行加速的时候，可将其看作弹性势能、重力势能、动能的转变，也就是说人作用在踏板上的转化为弹性势能，而在人离开踏板时将弹性势能转变为动能，而在达到最高点之后，动能则完全转变为重力势能，根据动量定理Ft=mv，从人的质量、对踏板的作用力的剖析角度来看待教学与训练问题，那么就可以很简单地得出，在教学与训练中，恒定运动员质量和作用时间，运动员必须注意，运动员在着板时向下的速度不宜过大，原因是在向下过程中速度太大而产生的动能必须由反作用来抵消才能达到抵消，达到能量守恒状态，也就是说在，在着板时，如果减少作用力为了抵消动能而所消耗的功，那么运动员便能得到更大的弹性势能，进而运动员获得向上的跳动力也就会越大，因此，只有充分了解弹力在跳水运动中的作用，才能够在训练中逐步提高跳水水平[3]。
2.2 摩擦力的应用分析
在体育教学与训练中，摩擦力最常见的应用可以从乒乓球的旋转球进行分析。其中在乒乓球的旋转球训练中，从乒乓球与球拍接触的瞬间对其受力情况进行分析，假定此时球拍是锤子拍打在无旋转的乒乓球上，那么可以很简单地分析出此时乒乓球的受力情况，乒乓球分别收到垂直于球拍的弹力、平行与球拍的摩擦力、球拍自身的重力。而在这个过程中三力的合理既是改变乒乓球运动状态的关键因素，也是导致乒乓球旋转的重要因素。那么在实际的训练中，根据力学分析，可以很简单得出一个结果乒乓球的运动及旋转，与弹力、摩擦力有关，其中，摩擦力是影响乒乓球旋转的关键，而通过改变摩擦力及弹力的方向，便能达到控制乒乓球运动的目的，而实际的训练中，在接触的瞬间改变摩擦力的大小和方向，只有控制球拍面的方向和顺着球拍面的方向超高速移动球拍，从而达到乒乓球旋转的目的，而在体育教学中，教师就可能很简单的通过摩擦力的应用，来教授学生使用正确的球拍击拍方法来控制乒乓球的运动，如此，才能完成教学目的，达到实训的目的。诸如下旋球、上旋球、斜旋球等旋转球的训练。同样，正是因为旋转球，才极大地增大了乒乓球的难度，在旋转球作用在球案上时，乒乓球的受力情况是极为复杂的，正是因为这种复性，造成了乒乓球运动充满了复杂性。因此，加强在力学原理的理解，加强力学原理的实际的应用，能够快速提高乒乓球技术[4]。
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3 结语
综上所述，本文通过力学原理与体育运动的分析，在排除复杂环境条件对运动物体的影响后，力学原理能够很简单的解释体育运动中所有的物体运动，通过力的大小、方向及合力的大小、方向的控制，便能够完成控制目标运动的目的。同时，通过对力学原理的应用分析，弹力与摩擦力的研究，为体育教学与训练提供基础。
参考文献
[1] 荣磊.力学原理在足球训练中的指导作用[J].长春师范大学学报，2019，38(4)：131-133，139.
[2] 刘二侠.基于物理原理的体育训练的思考[J].中学物理教学参考，2018，47(4)：54-55.
[3] 陈超能.物理学原理在足球教学与训练中的应用[J].中学物理教学参考，2018，47(10)：56-57.
[4] 王永兴.运动学原理在体育训练中的应用[J].中学物理教学参考，2018，47(16)：81-82.
中图分类号： G806
文献标识码： A
文章编号： 2095-2813(2019)10(b)-0037-02
DOI： 10.16655/j.cnki.2095-2813.2019.29.037
①作者简介： 唐秀松（1961，1—），男，江苏阜宁人，本科，讲师，研究方向：体育教育与训练学。
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