编者按:喜迎奥运,唱响北京!
第29界奥运会悄然拉开了帷幕,各国运动员齐聚一堂,激情赛事即将登场。赛场上,你想知道刘翔为什么跑得那么快吗?想知道王楠为什么打得那么棒吗?想知道郭晶晶为什么跳得那么美吗?……教材教法栏目推出“体育与物理”专题,为大家揭开竞技体育的奥秘。
跑步与行走中的力学知识
田径运动是体育运动最古老的项目,有“运动之母”的美称。今日的田径运动由田赛、径赛、公路赛、竞走和越野赛组成。田赛分为跳跃、投掷两类项目,跳跃项目:跳高、撑竿跳高、跳远、三级跳远,投掷项目:推铅球、掷铁饼、投链球、掷标枪;径赛项目:短跑、中跑、长跑、接力跑、跨栏跑、障碍跑;公路跑:半程马拉松、马拉松等;竞走项目;全能运动:部分田赛和径赛项目组成。
田径运动是比速度、比高度、比远度和比耐力的体能项目,因此它是最能体现奥林匹克"更快、更高、更强"的格言。田径运动是奥运会的必备项目,共设46项金牌是奥运会金牌最多的项目,所以有人用"得田径者得天下"来表述田径在奥运会中的地位。
本文将着重分析这种最常见的体育活动——跑步与行走中的力学知识。
先介绍行走与跑步的原理。假定一个人正在用一只脚站立着,而且假定他用的是右脚。现在,假定他提起了脚跟,同时把身体向前倾。这时候,从他的重心引下的竖直线自然要越出脚的底面的范围,人也自然要向前跌倒;但是这个跌倒还没有来得及开始,原来停在空中的左脚很快移到了前面,并且落到了从重心引下的竖直线前面的地面上,使从重心引下的竖直线落到两脚之间的面积中间。这样一来,原来已经失去的平衡恢复了,这个人也就前进了一步。这个人自然也可以就是这样停留在这个相当吃力的状态。但是假如他想继续行进,那么他就得把身体更向前倾斜,把从重心引下的竖直线移到支点面积以外,并且在有跌倒倾向的同时,重新把一只脚向前伸出,只是这一次要伸的不是左脚,而是右脚──于是又走了一步,就这样一步一步走下去。因此,步行实际上是一连串的向前倾跌,只不过能够及时把原来留在后面的脚放到前面去支持罢了。
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