球類運(yùn)動是現(xiàn)代體育重要的組成部分,也是各大賽事必不可少的競賽項(xiàng)目。在球類競賽中,中國隊(duì)有十分出色的表現(xiàn)。
在第31屆世界大學(xué)生夏季運(yùn)動會上,中國隊(duì)包攬了乒乓球所有項(xiàng)目的金牌,在女子籃球決賽中中國隊(duì)?wèi)?zhàn)勝日本隊(duì),收獲金牌。在前不久舉行的杭州第19屆亞運(yùn)會上,中國隊(duì)更是斬獲了多枚金牌。
身處強(qiáng)身健體黃金期、擔(dān)負(fù)體育強(qiáng)國重任的你們,今天打球了嗎?籃球、乒乓球、羽毛球等球類運(yùn)動看起來簡單,但都蘊(yùn)含了科學(xué)原理。
當(dāng)球類運(yùn)動遇上科學(xué),會擦出怎樣的火花呢?我們一起來瞧瞧吧!
1891年,美國人詹姆斯·奈史密斯把足球和曲棍球等項(xiàng)目的特點(diǎn)結(jié)合起來,設(shè)計(jì)了籃球運(yùn)動。1895年,籃球運(yùn)動傳入中國。
停留在跳躍上半段的時間更長
在任何時候起跳,上半段和下半段滯留的時間都不是一半對一半。
在你離開地面的剎那,身體的速度達(dá)到最快。隨著你跳躍的高度增加,速度下降,在你到達(dá)跳躍的最高點(diǎn)時垂直方向的速度降為零。緊接著,你的下落速度開始增加,但在你落地時速度歸零。因?yàn)樘S上半段是全程中速度較慢的一段,所以在這段距離停留的時間更長。
移動中投籃時,運(yùn)動員的速度與球的速度疊加
奔跑著的運(yùn)動員將籃球垂直向上拋起,在擁有垂直方向的速度的同時,籃球也保持著運(yùn)動員橫向移動的速度?;@球落下,依然會落在運(yùn)動員身上。這條原理對籃球運(yùn)動有什么啟發(fā)呢?
受過訓(xùn)練的運(yùn)動員都知道,帶球上籃時籃球要向上拋起。同理,運(yùn)動員由左向右移動時投籃,如果他們瞄準(zhǔn)籃筐正中間,籃球不會投入籃筐,而會偏向籃筐右側(cè)。為了保證每次移動時投籃都命中籃筐,運(yùn)動員需要將自身的速度加上籃球的速度,調(diào)整投籃動作。
后旋球在回彈時更易彈入籃筐
運(yùn)動員要學(xué)會不用手掌而用指尖投籃,這種投籃方式更易于抓球。更重要的是,用指尖投出的籃球會自然而然地向后旋轉(zhuǎn),而后旋有利于投籃。
要弄懂其中的原因,首先要想象一個不旋轉(zhuǎn)的籃球?;@球碰到籃筐后受到籃筐的摩擦力作用,同時與籃筐的碰撞會削弱籃球的能量,讓籃球速度變慢。
接著想象一個后旋球。籃球的運(yùn)動是兩個方向運(yùn)動的疊加——一方面籃球的中心部分在空中飛行,另一方面籃球圍繞球中心旋轉(zhuǎn)。這樣,籃球的底部移動速度比之前更快。
當(dāng)籃球底部觸到籃板時,碰撞的速度比前一次更快。籃球受到比之前更大的摩擦力,喪失的能量更多,速度大大下降。從運(yùn)動員的角度來看,籃板附近的籃球速度越慢,越容易彈入籃筐。
籃球拿在手上比實(shí)際質(zhì)量小
籃球被空氣包圍,空氣深度越深,氣壓越大,這意味著籃球底部的氣壓比上方的氣壓對籃球的作用力更大。細(xì)小的氣壓差給籃球提供了向上的浮力。
根據(jù)阿基米德的浮力公式可知,籃球受到大約自身質(zhì)量1.5%的向上的浮力。換句話說,籃球比實(shí)際質(zhì)量更小,是因?yàn)槭艿搅丝諝飧×Φ淖饔谩?/p>