《论文--物理定律在体育运动中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《论文--物理定律在体育运动中的应用（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、齐齐哈尔大学毕业设计(论文)齐齐哈尔大学毕业论文题 目 物理定律在体育运动中的应用 E学院 理学院E专业班级 物理 044 E学生姓名 韩旭东 E指导教师 李景尧E成绩 E摘要物理学既是一门实验科学，又是一门应用科学。物理学的应用已渗透到社会生活的各个方面。其中，在体育运动中应用尤为广泛。体育学是一门新兴的学科。除了具有自身的特点之外，它还综合了多学科的知识，是一门典型的交叉科学。它不仅仅适用于竞技体育中的摘金、夺银、为国争光，还在人们平常的锻炼和日常的坐、立、行,和如何提高生活质量等方面都起到重要作用。本文从体育运动中的常用物理定律入手，重点研究了牛顿运动定律、动量定理、机械能守恒定律等在体
2、育运动中的应用。并实例分析了投掷运动，跳跃运动、滑雪运动等体育活动。希望通过本文使我们进一步了解和掌握物理学知识，进而将其运用到体育活动中，对体育运动的发展具有重要意义。关键词：物理学；物理定律；体育运动；应用AbstractThe physics are not only an empirical science, is also an applied science. The physics application seeped to social life each aspect. And, is applies in the sports especially widely. The
3、sports study is an emerging discipline. Besides has own characteristic, it also synthesized the multi-disciplinary knowledge, is model overlapping scientific disciplines. Its function not just is uses in athletics sports picking the gold, winning the silver, to win for the motherland, but also lies
4、in the people ordinary exercise and daily sits, vertical, the line, and how to improve aspects and so on quality of life to play the influential role.This article obtains from sports commonly used physical law, has studied the Newtons law of motion, the momentum theorem, the mechanical energy conser
5、vation relations with emphasis and so on sports application. And the example analyzed has thrown the movement, sports and so on caper movement, ski movement. The hope makes us through this article to increase understands and masters the physics knowledge, then utilizes it in the sports, has importan
6、t meaning to sports development.Key word: Physics；Physical law；Sports；Application目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1选题背景和依据11.2课题研究的内容11.3力学在体育运动中的作用11.3.1竞技体育中的力学11.3.2大众体育中的力学2第2章物理定律在体育运动中的应用32.1牛顿第一运动定律及其在体育中的应用42.2牛顿第三运动定律及其在体育中的应用42.3牛顿运动定律在体育运动中的应用52.4动量定理及其在体育运动中的应用62.5摩擦力及其在体育中的应用82.6人体运动中的功能关系82.6.1机
7、械能及其在体育中的应用82.6.2势能及其在体育中的应用92.7机械能守恒和转化定律及其在体育中的应用92.8弹性力及其在体育中的应用92.9斜抛运动及其在体育中的应用10第3章物理定律在体育运动中的应用实例113.1投掷运动113.2拔河运动123.3跳跃运动133.4滑雪运动14结论15参考文献16致谢17III第1章绪论1.1选题背景和依据在世界竞技体育水平飞速发展、竞争日趋激烈的今天，只凭借发达的四肢是难以攻克这项尖端技术攀登世界体育高峰的。因此，从某种意义上来说，现代体育竞争实际上是科学技术的角逐，在这门科学中物理学是一门重要的基础学科。它是掌握和改进运动技术，加快提高运动成绩的重要
8、依据。1.2课题研究的内容本文主要从体育科学与物理科学相融合的角度去研究它们的科学关系以及发展趋势。论述力学中的物理定律在体育运动中的应用。其次，研究体育运动中常用的物理定律及其应用实例的分析。1.3力学在体育运动中的作用物理学中的力学是迄今为止发展最为完善的自然科学学科，具有结构严密方法奇妙等特征。力学作为新技术应用、新学科创立、新思维发展的原动力，始终站在科学前沿，推动技术的进步和创新，极大影响社会和经济的发展。而它对体育学的影响也是非常深远的。它的很多原理和方法在体育运动和体育研究中都有直接或间接的应用。从体育学中物理学的应用这一方面进行初步的阐述，希望能给大家一个新的视角去看待体育运动
9、，也从新的角度去看待物理，在物理和体育的教学中能够相互借鉴一些东西。延伸开来，作为引玉之砖，将物理学中的力学与体育学从研究、教学的角度加以联系，或许能得到更多的东西1。1.3.1竞技体育中的力学力学是物理学中最先发展完善的学科，其应用也相当广泛。力学无论是在运动训练，还是技术动作的分析与改进，都和体育有密切的联系。可以说物理学在体育中应用最多的便是力学。关于体育中的力学应用，已有人从物理教学的角度提及过，由于是从教学方面入手，只从中学力学的角度出发所以不够全面。体育当中最简单的力学的应用便是长度、时间和质量的测量。在体育比赛中，很多项目都是以这三项为基准来表示成绩的好坏的。这表现在如下三个方面
10、：田径中的田赛，如跳远、跳高、铅球、标枪、链球等，都以长度（高度或远度）来衡量成绩，多者为胜。田径中的径赛，如短跑、中长跑、马拉松、短距离及长距离的游泳、短距离及长距离的滑冰，是以同样的距离下所用的时间多少来衡量比赛成绩的，时间少为优。举重，是以同一级别体重下举起重量的多少决定胜负，举起重量大者为优胜者。在各项体育运动具体的动作分析中，都以力学原理为依据。如各种平衡动作的分析就是以重心与支撑点的位置关系来进行的，重心的作用线越接近支撑点，越容易失去平衡；离支撑点越远则越不稳定。在体育运动当中，人体的稳定与否依赖于身体姿势的变化而定。有时需要身体尽量的稳定，如武术中的马步就加大了支撑面，降低了重
11、心而达到稳定。而在摔跤中却要求一种动态的平衡，即要求在不断变化中以自己最稳定的方位向对手最容易失去平衡的方向进行攻击，已达到摔倒对手的目的。有时却需要迅速打破平衡。如短跑中的起跑由原来的站立式而演变为现代的蹲距式，以及游泳比赛中的起跳姿势都是稳定性很小的平衡。为了迅速进入比赛打破现有的平衡做好准备。对各种用力动作用力学的定律和定理分析其是否合理。比如投掷项目中（铅球、铁饼和标枪等），要求在最后用力阶段为获得较大速度发挥最大力量，既符合牛顿第二定律，同时躯干特别是肩关节尽量向前（即超越器械）在发挥最大力量的同时，尽可能增大作用时间，能最大程度的增大器械的动量，以达到好的成绩。在分析某些动作时（如
12、跳远起跳、跳高起跳等）在最大用力时要求用力环节（如起跳腿）有一最佳角度。即把人看作一个由骨骼和肌肉组成的杠杆系统，当要发挥最大力量时，肌肉对支点（关节）必然有一个最佳的发力角度以达到最大的力矩，同样大的肌肉力量在这个最佳的角度上才能发挥最好的效果。这也是运动技术最佳化的一个方面。流体力学在体育中的应用也很广泛。喜欢足球的人肯定知道2005世界足球先生巴西球星罗纳尔迪尼奥。他踢出的任意球可以绕过人墙飞入球门，这里就有流体力学的道理。根据马格努斯效应，向前飞行的球体发生旋转时，一侧的压强就不相等，足球两侧受力不相等。飞行路线就会向一侧弯曲。只要踢出一侧向下急速旋转的球，就可以使足球飞行时向一侧弯曲
13、并快速下降。当然这只是流体力学在体育当中一个小小方面的应用，其它方面如游泳中的动力和阻力，划船运动中的船体的材料与阻力桨的形状以及跳台滑雪中人体所受的空气阻力等等都与运动成绩都有直接的关系。1.3.2大众体育中的力学除了力学在竞技体育中的应用外，实际上，在人们日常的锻炼乃至平常的运动中都充满了力学。背包是大家经常用到的东西，但什么样的背包是合理的，对经常用到背包的人不会产生不良影响?而且背包经历了从单带到双背带的转换，这里有它的力学道理。单背带对人身体的平衡有影响，它使人在行走时脊椎向一侧弯曲，时间长久了使相应的肌肉产生疲劳。长时间下去必然造成肌肉的慢性损伤，尤其是对正在生长发育的中小学生，更
14、是易造成脊柱侧曲，影响以后的工作和生活。双背带背包则纠正了这一不良影响，但对中小学生来说要注意的是背包不应过重，否则虽然不会发生脊柱侧曲，但却使脊柱向前弯曲，长时间会造成驼背。这一点请老师和家长多加注意。在美国的北卡罗莱州就有一个生物力学实验室。专门研究登山背包，使背包更符合力学原理，更加舒适。另外，对日常的坐姿也有力学原理，特别是对经常伏案工作的知识分子和政府工作人员来说更加重要 。鞋是大家必需的用品，但这里也充满学问。著名的体育用品耐克和阿迪达斯公司都有专门的机构来研究鞋，鞋底到鞋面不同的位置对脚的作用力有什么不同，其相应的材料及其结构都作相应的设计，以达到舒适、安全之目的。运动员的鞋就更
15、加不用讲了，为了提高其比赛成绩，鞋的材料和设计更加细致和深入。比如美国著名运动员卡尔刘易斯的一双比赛用鞋是几个科研人员花了半年时间，测量了几百个数据专门为他制作的。背背佳、英姿带的广告已是大家都熟知的，它对校正青少年以至成年人的驼背和其它不正确姿态都有比较好的效果，而这种产品正是根据人体生物力学的原理而研制的，它的基本原理是通过改变人体的局部力量平衡达到新的平衡而达到改变身体形态的目的。现在有很多人都在使用。但有一点必须注意，身体姿势的纠正，依靠体育锻炼是最佳方法，通过增强相应的肌肉力量（比如斜方肌等）来达到培养正确形态的目的是根本的办法。而且这种英姿带、背背佳不可使用过长时间，因为它是通过带子的弹性来校正姿态。长期使用会使相应的肌肉力量下降，功能退化，反而会对身体造成不好的影响。第2章物理定律在体育运动中的应用2.1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，都保持静止状态或匀速直线运动状态。在自然界中，找不到完全不受外界作用的物体。在实际应用中，“不受力作用”在某种意义上应理解为物体受到的力作用恰好相互抵消，这时结论依然正确。如放在场地上的铅球，它受到的重力作用与地面支撑力
