羽毛球運(yùn)動中的物理學(xué)原理

文長沙市第一中學(xué)　劉　錦

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羽毛球運(yùn)動中的物理學(xué)原理

文長沙市第一中學(xué)劉錦

羽毛球運(yùn)動是一項深受大家喜愛的運(yùn)動，打羽毛球時，人們需要不停地移動跳躍、轉(zhuǎn)體、揮拍擊球。

這項運(yùn)動包含了物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等知識體系，而物理學(xué)在羽毛球運(yùn)動中起著至關(guān)重要的作用。本文結(jié)合實(shí)際情況剖析了羽毛球運(yùn)動和物理學(xué)之間的聯(lián)系。

一、判斷羽毛球的落點(diǎn)位置

打羽毛球時，如何有效判斷球的落點(diǎn)位置非常關(guān)鍵。場上環(huán)境變幻莫測，往往需要選取一個合適的物體作為參照物。球場雙方隊員、場地、場地外的物體是羽毛球運(yùn)動中的主要參照物。

正確選取合適的參照物能讓人們較快地適應(yīng)不同的運(yùn)動場地，更好地判斷羽毛球的落點(diǎn)。

二、人體擊球時的物理學(xué)原理

在羽毛球運(yùn)動中，每一次擊球都伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，由人體的生物化學(xué)能通過人體力矩作用，傳遞到羽毛球上便出現(xiàn)了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移。

每一次擊球的過程也是一次動量的碰撞，從動量守恒的角度分析：m1v1+ m2v2= m1v1′+ m2v2′，其中：m1是人和球拍的質(zhì)量，v1是擊球前球拍的總速度；m2是球的質(zhì)量，v2是來球的速度；v1′是擊球后球拍的速度，v2′是擊球后球的速度。v是矢量，具有方向性，以擊球后的速度方向?yàn)檎?，則來球的速度為負(fù)。

在擊球碰撞過程中存在動能的損失，并僅以彈性碰撞（忽略動能的損失）來分析，如果想讓擊球后的速度快，需要保證擊球前動能和足夠大。我們可以通過固定大臂來增加擊球前人和球拍的質(zhì)量。另一種是加大球拍的總速度，球拍不僅有手臂手腕揮動的速度，還有人體腰腹后仰后再向前弓的速度，兩者加上比揮拍的速度快。

二是減少來球的負(fù)的動量，即減小v2，這樣擊球前的動量就足夠大。要想球速快，就要增大v2′，在等式左邊一定的情況下，只有減小m1v1′才行。m1是一定的，只有盡可能地減小v1′，即當(dāng)擊球后人和球拍是靜止的，也就是平常所說的制動。

通過上述分析，要提高擊球后的球速，可從以下幾點(diǎn)著手。

1.在合適的時機(jī)擊球，盡量在來球速度降低時擊球。

2.盡量利用人體上半身的重量，理想情況下是做到人拍合一。

3.利用上腰腹的反彈，并加大揮速。

4.盡量在擊球后制動。

三、羽毛球飛行過程中的物理學(xué)原理

羽毛球被打出去后的飛行路線是斜拋運(yùn)動。根據(jù)運(yùn)動獨(dú)立性原理，可把斜拋運(yùn)動看成做水平方向的勻減速直線運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動的合運(yùn)動，處理沿水平方向的勻減速直線運(yùn)動和自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動。

在羽毛球的擊打過程中，為保證擊打后到達(dá)對方接球點(diǎn)的球速快，可通過打高球、吊球、殺球來實(shí)現(xiàn)，這就要求人們?nèi)〉脫羟虻闹聘唿c(diǎn)、加快來回球速和找到適宜的落點(diǎn)角度。

由于羽毛球飛行路線是斜拋運(yùn)動，從自由落體的角度來看，處理時間長會導(dǎo)致處理球時的速度快、動能和動量大，這樣的球很難被有效控制，故借助起跳增大擊球時的高度、減少處理時間來掌控場上局勢。

另外，網(wǎng)前擊球時搓球的最高點(diǎn)控制在自己的場區(qū)內(nèi)，球過網(wǎng)后將沿網(wǎng)邊垂直下降，讓對方不易接住。

通過參照物、動量守恒、自由落體、斜拋運(yùn)動等物理學(xué)原理分析羽毛球運(yùn)動，不僅能知曉羽毛球運(yùn)動過程中的奧妙，也讓我們更為深刻地認(rèn)識到物理學(xué)在日常生活中的重要性。