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足球场上的力学知识我高中是文科生,物理可以说是我当年的软肋。现在到了大学。借助着这节物理与科技 发展的课程,我也重拾物理知识,逐渐回忆并且学习到新的物理思维。本周的物理课之后, 没过多久我又上了体育选修足球课,禁不住就将物理力学联想到足球场上。首先是经典力学 的牛顿三大定律。牛顿第一定律又称惯性定律:足球场上,如果假设没有草地没有摩擦,则 球要么保持不动要么被踢出后作匀速直线运动,但由于有草地有摩擦,球踢出后会逐渐减速 直至静止。牛顿第二定律公式:F=ma,阐释合外力F和加速度a两者之间的关系:踢足球 时,足球受到力后,加速度改变,从而改变运动状态。牛顿第三定律:描述作用力与反作用 力:这个感受最直接,球踢了没几下,脚已经开始感觉肿痛了。接下来不禁想到球类比赛中最漂亮的旋转球,具有很大的威力,常常不可思议的攻入球 门,在此也通过查阅网上资料来探究一二。旋转球和不转球的飞行轨迹之所以不同,是因为 球周围空气流动情况不同造成的。不转球的上方和下方流线对称,流速相同,上下不产生压 强差。现在考虑球的旋转,转动轴通过球心且垂直于纸面,球逆时针旋转。球旋转时会带动 周围的空气跟着它一起旋转,致使球的下方空气的流速增大,上方的流速减小。球的下方流 速大,压强小,上方流速小,压强大。跟不转球相比,旋转球因为旋转而受到向下的力,飞 行轨迹要向下弯曲。右图表示上旋球,转动轴垂直于球飞行的方向且与地面平行,球向图示 方向旋转。左图表示的就是上旋球周围空气的流线。在相同的条件下,上旋球比不转球的飞 行弧线要低。下旋球正好相反,球向图示反方向旋转,受到向上的力,比不转球的飞行弧线 要高。所以从上面的理论分析可以知道,要踢出漂亮的香蕉球必须满足两个条件:第一个就是要使球旋转,第二个就是要使球前进。为了满足这两个条件,在踢球时,必须使脚和球要有 剧烈的侧向摩擦,才能使球有高速的旋转,从而打出高质量的香蕉球。有了上面的理论知识作指导,下次踢球时,或许我的球技也会有所进步吧。这一次研究 使我对足球运动的魅力有了更深入的了解,也使我们对物理的学习兴趣得到了提高。 物理 的确无处不在。
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