跳水運動中的物理奧秘

蘇肖波

跳水的基本原理

重力

重力是跳水中最基本的物理原理之一。當跳水選手從高臺上跳下時，地球的引力會使其往下加速。重力的作用使得選手在下落的過程中能夠產生速度和動能，為后續的動作提供動力。

重力在起跳階段、下落階段、入水階段都對選手有著重要影響。

在起跳階段，選手要通過起跳力克服重力，不同選手重力不同，起跳力也不同，從而影響他們入水動作的準確性和完美度。

在下落階段，根據牛頓第二定律可知，重力產生加速度，使選手加速下落，速度逐漸增加，下落高度越高，速度越大。

在入水階段，當選手接觸水面時，水的反作用力和重力共同作用于選手，對選手產生沖擊力，這種沖擊力與高度、選手的重力有關，高度越高，重力越大，沖擊力就越大，會導致選手的動作不完美。

在跳水的過程中，選手需要保持身體的平衡和穩定，以便進行精確的動作。重力會對選手的身體產生向下的作用力，選手通常會利用重力來增加下落速度，并通過調整身體的姿勢和重心來保持穩定。他們會采取合適的姿勢，如身體收緊、肌肉緊繃等，以減少重心偏移和身體搖擺，從而更好地控制跳水動作和保持平衡。

空氣阻力

空氣阻力是跳水中不可忽視的因素。當選手從高空中下落時，周圍的空氣會對其運動產生阻礙，使得其速度減小?？諝庾枇κ怯捎诳諝夥肿优c選手身體表面發生碰撞而產生的。在跳水過程中，選手的身體形狀和表面積會對空氣阻力的大小產生影響。一般來說，選手采用平直的身體姿勢，將身體表面積最小化，可以減小空氣阻力的作用。

空氣阻力不僅影響選手的下落速度，還會影響其姿態和動作的穩定性。由于空氣阻力的作用，選手在下落過程中會受到一個向上的力，這會使其姿態變得不穩定。為了保持良好的姿態和穩定的動作，選手需要通過調整身體的位置和姿勢來抵消空氣阻力產生的影響。他們會盡量收緊身體，使其更加流線型，減小空氣阻力的作用，從而保持穩定的下落狀態。

除了對速度和姿態的影響，空氣阻力還會對選手的跳水高度和落點產生影響。由于空氣阻力的存在，選手的下落速度會減小，從而延長下落時間。這就意味著選手需要提前預判下落的時間和位置，以便在合適的時刻做出相應的動作和姿態調整，達到最佳的跳水效果。

跳水的物理技巧

旋轉動量和角動量守恒

在跳水中，選手常常會進行各種令人驚嘆的旋轉動作，如翻騰、翻騰加旋、單臂翻騰等。這些動作的完成離不開旋轉動量和角動量守恒原理。

旋轉動量守恒是指在沒有外力作用的情況下，選手的旋轉動量保持不變。這意味著選手在旋轉過程中，如果想改變自身的旋轉速度，就必須改變自身的轉動慣量或者轉動半徑。

角動量守恒是指選手的角動量在旋轉過程中保持不變。角動量是由選手的質量、角速度和轉動半徑決定的。

選手通過巧妙利用身體的重心變化和肢體的擺動，來實現旋轉動作的平衡和穩定。例如，在翻騰動作中，選手會將身體緊致地收攏起來，減小轉動半徑，從而增加角速度，使得旋轉更加迅速。在翻騰加旋動作中，選手會運用肢體擺動和舞蹈技巧，增加轉動慣量，從而使得旋轉更加穩定。

在跳水過程中，選手需要準確計算旋轉動作所需的力量和速度，控制自身的姿態和平衡，以保持旋轉的穩定性。他們通過反復訓練和不斷調整，逐漸掌握旋轉動量和角動量守恒的原理，并將其應用于實際跳水中。這不僅要求選手具備出色的身體控制技術和動作技巧，而且需要他們具備良好的空間感知能力和動作感知能力，以便在瞬間做出準確的調整。

起跳角度和速度控制

在跳水比賽中，起跳角度和速度的控制是選手必須掌握的重要技巧之一。起跳時，選手需要根據不同的動作要求和個人特點，選擇合適的起跳角度和速度，以確保在空中完成各種旋轉動作。

起跳角度的選擇基于選手對空氣阻力和重力的理解和應用?？諝庾枇κ侵缚諝鈱\動物體的阻礙力，它會影響選手在空中的運動軌跡和速度。當選手選擇較小的起跳角度時，身體與空氣的接觸面積較小，空氣阻力減小，使得旋轉動作更加平穩，而選擇較大的起跳角度可以使旋轉動作更加迅猛。

起跳角度和速度的控制需要選手具備良好的身體感知和空中運動能力。選手需要準確感知自身的位置和狀態，以及空氣的作用力和阻力。通過長時間的訓練和實踐，選手可以逐漸掌握起跳角度和速度的調節技巧，并在比賽中靈活運用。

跳水作為一項高難度的體育運動，其背后隱藏著豐富的物理原理。重力、空氣阻力、旋轉動量等物理概念和技巧在跳水中起著重要的作用。通過深入了解這些原理，我們可以更好地欣賞和理解跳水運動的魅力。

作者單位|永康外國語學校