章 懿

（長沙商貿(mào)旅游職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410016）

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利用極限思想解決跳箱運動中的跳板制動問題

章 懿

（長沙商貿(mào)旅游職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410016）

摘 要：本文從交叉學(xué)科的角度，利用物理學(xué)中力的平衡極限思想，探索解決體操跳箱運動中跳板的制動問題，降低教學(xué)訓(xùn)練過程中傷害事故的發(fā)生率，有效促進運動員技術(shù)發(fā)揮，通過研究計算出踏跳板的斜面設(shè)計參考角度。

關(guān)鍵詞：極限；跳箱；制動

投稿日期：2016-01-05

利用反射回來的光線來照射體育科學(xué)研究，我們可以看到，現(xiàn)代體育科學(xué)很大一部分是依靠交叉學(xué)科和新型學(xué)科來促進發(fā)展。目前，體育學(xué)科主要有4大專業(yè)學(xué)科研究領(lǐng)域：運動人體科學(xué)、體育人文社會學(xué)、民族傳統(tǒng)體育學(xué)、體育教育訓(xùn)練學(xué)。體育學(xué)科有其自身的知識基礎(chǔ)，而其他學(xué)科知識的應(yīng)用則大大促進了體育學(xué)科的進步，使體育理論基礎(chǔ)更加科學(xué)和厚實，體育實踐應(yīng)用有了更為強大的理論支撐。例如，運動人體科學(xué)中的運動生理學(xué)和運動解剖學(xué)中的很多知識都是來源于生命科學(xué)，體育人文社會學(xué)中的體育經(jīng)濟學(xué)和體育心理學(xué)等很多學(xué)科知識來源于各級各類人文基礎(chǔ)學(xué)科，民族傳統(tǒng)體育學(xué)更是以我們國家的傳統(tǒng)文化作為支撐并結(jié)合相關(guān)學(xué)科來進行研究，而體育教育訓(xùn)練學(xué)是一門實踐技能非常強的學(xué)科，但它也需要其他學(xué)科的知識來充實和完善自身，如教育學(xué)中的許多理論在這個學(xué)科中得到了應(yīng)用。由于體育這個特殊的學(xué)科研究相對比較晚，特別是在中國可能還處于一個萌芽時期，所以這個領(lǐng)域?qū)ζ渌麑W(xué)科的知識表現(xiàn)了相當(dāng)強的渴求度。

1 問題的提出

跳箱運動由助跑、雙腳在踏跳板上起跳、雙手支撐跳箱和落地4個環(huán)節(jié)完整技術(shù)動作。經(jīng)歷過體操跳箱運動的人都有體會，無論是在學(xué)校體育教學(xué)訓(xùn)練中還是競技體育比賽當(dāng)中都存在這樣一個問題，就是在助跑起跳過程中必須要經(jīng)過踩跳這一階段，在踩跳的一瞬間跳板都會由于慣性向前移動，這樣就帶來了很大的安全隱患。在中小學(xué)體育課教學(xué)訓(xùn)練當(dāng)中，由于踏跳板的不牢固學(xué)生經(jīng)常會出現(xiàn)安全事故；在競技比賽中由于在此環(huán)節(jié)不穩(wěn)定造成的技術(shù)問題，對接下來的技術(shù)動作也帶來了很大影響，從而影響成績的發(fā)揮。怎樣才能解決跳板的制動問題，從高中物理力學(xué)中的力的平衡極限思想似乎可以給我們帶來啟示。

2 力的平衡極限思想

在我們高中物理學(xué)知識中，有關(guān)力的平衡有這樣一道題，一個長方體小木塊在地面上，木塊與地面的磨擦系數(shù)為u，長方體重量為g，力F從上方推木塊，當(dāng)力F與水平面的角度為A，問A角度為多少時，F(xiàn)無論多大，木塊將永遠推不動。

按照力的平衡：

在水平方向上F×cosA=u×N

在垂直方向上N=F×sinA+mg

結(jié)合力的平衡：

F×cosA=u×（ F×sinA+mg）

F=mg×u/cosA-sinA×u

按照題目中F要無限大時，那么只有分子無限小才能滿足，根據(jù)數(shù)學(xué)極限思想，當(dāng)分母為零的時候，F(xiàn)無論多么大，木塊永遠推不動。經(jīng)過力的平衡分析和數(shù)學(xué)極限知識的引用，得出了一個這樣一個角度可使F無論多大，即當(dāng)A角度為u的反余切函數(shù)。

所以：cosA-sinA×u=0

CtgA=u

A=argctgu

3 利用極限思想解決體操跳箱運動中跳板移動的問題

回到體操跳箱中的跳板來，只是把木塊換成了一個木塊的斜面，其原理與計算全部相同，并且非常巧的在木塊中尋找的是F與水平面的角度，而在踏跳板斜面木塊中尋找的是斜面的角度，經(jīng)過同樣的計算得出了當(dāng)斜面角度為u 的反正切函數(shù)時，人無論用多么大的力，踏跳板斜面永遠都不會移動。當(dāng)然，它同時有前提條件，運動員或?qū)W生采用的是雙腳踩跳起跳技術(shù)，且腳是垂直斜面的。這樣就可以研制出這樣的跳板，即角度為u 的反正切函數(shù)，只要運動員或者學(xué)生踩跳時全腳掌著斜面，這樣踩的力無論多大，跳板永遠都不會移動。

按照力的平衡：

在水平方向上F×sinA=u×N

在垂直方向上N=F×cosA+mg

結(jié)合力的平衡：

F×sinA=u×（ F×cosA+mg）

F=mg×u/sinA-cosA×u

所以：sinA-cosA×u=0

tgA=U

A=argtgu

4 結(jié) 語

體育離不開科學(xué)，從事體育的人一定

要重視基礎(chǔ)理論學(xué)科的學(xué)習(xí)和研究，為體育理論研究、體育實踐應(yīng)用提供充足的理論依據(jù)和現(xiàn)實指導(dǎo)。從交叉學(xué)科的角度來審視我們體育科學(xué)研究問題，體育和我們的人文科學(xué)也有著很緊密的聯(lián)系。體育社會學(xué)、體育經(jīng)濟學(xué)、體育心理學(xué)、體育統(tǒng)計學(xué)等都已經(jīng)發(fā)展為獨立的門類。例如，體育學(xué)科中有運動生物力學(xué)這門學(xué)科，本文僅從高中物理學(xué)中的一個力學(xué)知識對來跳箱運動的跳板制動問題進行探究研究，遵循了物理學(xué)知識的規(guī)律并且有較高的實踐價值。當(dāng)然這項研究很大層面還處于一個純理論階段，必須經(jīng)過實踐的進一步檢驗，該研究才能得到應(yīng)用。

參考文獻：

[1]姚力明，趙通.初中“跳箱”教材的教學(xué)技巧[J].中國學(xué)校體育，2007（12）：76.

[2]邢雁.跳箱練習(xí)“十點預(yù)防”[J].體育教學(xué)，2001（5）.

作者簡介：章懿（1984～），講師，碩士。研究方向：體育人文社會學(xué)。

doi:10.3969/j.issn.1674-151x.2016.04.038

中圖分類號：G823

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-151X（2016）02-070-02