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籃球運動中的物理現(xiàn)象 籃球運動中常用到的物理原理篇一

籃球這種運動是物理迷最喜歡的，在運動場上你可以運用你所學的物理學定律為籃球運動增添一些新見解。我們已經(jīng)看到一些

關(guān)于

籃球的拋物線運動和碰撞、能量和動量等方面的互動軟件或游戲。下面就向你介紹關(guān)于籃球運動的5項基本物理原理，看過之后應該會讓你重新認識這項運動。

請再思考一下這個問題，在離開地面的那一剎那你身體的速度達到最快，隨著你慢慢升高你的速度漸漸下降，直到你達到跳躍最高點，這一瞬間你的垂直方向速度為零。過了這個瞬間你的下跌速度開始增加，直到你重新落地速度歸零。因為跳躍上半段是全程中速度較慢的一段區(qū)間，在這段距離停留的時間更長。

時間有多長？要算出這個數(shù)字，我們需要知道物體從靜止狀態(tài)下落的時間取決于離地距離的平方根。計算物體下落到1/2高度的時間，只要將離地距離（1/2）開平方，也就是71%。

籃球運動員的滯空感的原理是他們71%的時間都在跳躍的上半程。

現(xiàn)在

想象

一個人以勻速騎車直線前進，他沿垂直方向?qū)⒒@球拋向空中，籃球離開他的手后，球和車依然以相同速度前進。

從騎車人看來，籃球是在騎車人前方落地？相同位置落地？后方落地？

你認為結(jié)果會

怎樣

？

為了弄明白為

什么

籃球會和騎車人同步，讓我們來思考17世紀時伽利略做過的一個實驗。

想象一艘勻速行駛中的船，就和前面提到的自行車一樣。站在船桅桿上的伽利略朝下方丟豎直落下一塊石頭，剛好落到桅桿底部，并不像伽利略以為的那樣落在桅桿后面。

如果當時在岸邊的人們目睹了這一幕，在他們眼中伽利略的船正在橫向移動，石頭的下落軌跡也是橫向運動，除了向下運動之外，石頭和船以相同速度橫向前進。

相同的物理現(xiàn)象也發(fā)生在騎車人和籃球上。騎車人將籃球垂直拋起，籃球也保持了騎車人橫向移動的速度。籃球落地時，依然會落在騎車人身上。這條定律對籃球有什么啟發(fā)呢？

當籃球運動員在運動中投籃時，也和騎車人一樣，初學者籃球上籃往往失敗的原因在于他們會將籃球往前送，而非垂直往上送。只要是受過訓練的籃球運動員都知道帶球上籃時籃球要向上方拋起。同理，運動員由左向右移動時投籃，此時如果他們瞄準籃筐正中，籃球不會命中，而會偏向籃筐右側(cè)。為了保證每次移動中投籃都命中籃筐，運動員需要將自身的速度加上籃球本身的速度，糾正投籃。

在伽利略之前亞里士多德認為萬物的自然狀態(tài)是靜止，如果要移動某物需要一直有作用力作用于物體。以這種理論看來，伽利略不適合遠距離投籃，灌籃狂魔更適合他，他的帶球上籃水平應該也很弱。

伽利略的觀點是正確的。他引入了慣性的概念——物體在沒有任何作用力的情況下將保持原來的速度和方向。物體的自然狀態(tài)不是靜止，而是保持勻速運動。

籃球運動員要學會不用手掌而用指尖投籃。這種投籃方式更易于抓球，但更重要的原因在于，用指尖投出的籃球會自然而然向后旋轉(zhuǎn)。nba歷史上最偉大的教練之一，人稱“紅衣主教”的阿諾德·奧爾巴赫說后旋決定了射籃。

“指尖有助于帶動后旋，射出的球力道更綿軟，“幸運”程度也會提高。球命中籃筐后停住就是不錯的后旋球。有些人說這是運氣好，那為什么所有偉大的射手總是能投出這些所謂的好運球？”

奧爾巴赫的理論建立在角動量守恒之上，籃球離開運動員手中后仍然會以相同的'速度旋轉(zhuǎn)。那么為什么后旋會有利于射籃呢？

要弄懂其中的原因，首先要想象一個不旋轉(zhuǎn)的籃球。籃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球的能量，讓球速度變慢。

現(xiàn)在請想象一個后旋球。球的運動是兩個方向運動的疊加——一方面球的中心部分在空中飛行，另一方面球圍繞球中心旋轉(zhuǎn)。兩者相加，球的底部移動速度居然比之前更快。這次，當?shù)撞坑|到籃板時，碰撞的速度比前一次更大。球受到比之前更大的摩擦力，喪失的能量更多，球的速度大大降低。從球員的角度看來，籃板附近的球越慢越容易彈進籃筐。

所以，后旋球更容易進籃筐靠的不是運氣，而是物理學。

籃球被空氣包圍，空氣深度越深，大氣壓也就越大。這意味著籃球底部的氣壓比上方的氣壓對籃球作用力更強。細微的氣壓差別向籃球提供了向上的浮力。根據(jù)阿基米德的浮力公式，我們發(fā)現(xiàn)籃球受到大約自身重量1。5%的向上的浮力。換句話說，籃球比實際重量更輕是因為受到了空氣浮力的作用。

在空中飛行的籃球受到四種作用力，重力、浮力、阻力和馬格納斯力。最后一種馬格納斯力只在籃球旋轉(zhuǎn)時才起作用。

1852年馬格納斯對炮彈發(fā)射后經(jīng)常會偏折方向感到十分不解。他意識到炮彈在空中飛行旋轉(zhuǎn)，受到的空氣摩擦（或阻力）是不均勻的，所以炮彈受到的作用力也不均衡，這才造成了炮彈方向偏折。馬格納斯效應對旋轉(zhuǎn)行進的籃球會造成小小的影響，籃球的運動軌跡會彎曲。馬格納斯力也是棒球中曲線球的成因。

今天的內(nèi)容就介紹到這里了。

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