物理之石可以攻体育

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1、物理之石可以攻体育——初中物理知识与体育教学之间的相关性思考（赵文波上海市秋萍学校201308）在长期的体育教学中，我发现诸多的体育技术动作，都可以用物理知识[1]主要是初中物理第一章《运动和力》以及第四章《机械和功》。1]来进行分析，而物理又是初中必修课。于是，我产生这样一种想法，“借他山之石以攻玉”[2]攻：琢磨。别的山上的石头，能够用来琢磨玉器。原比喻别国的贤才可为本国效力。后比喻能帮助自己改正缺点的人或意见。2]。在体育教学中，适时引入力学知识，引导学生给所学体育动作建立物理模型，这样既可以加深学生对动作的理解，又可以锻炼学生的知识联系、整合、分析能力，还可以培养学生的抽象思维能

2、力。1初中体育教学中为什么可以引入物理知识辅助学习1．1体育课上的技术动作主要是肌肉做功和关节支撑体育课意义在于通过运动实践，实现学生体质增强和健康成长的目的。其主要载体是体育运动实践，即技术动作的学习、练习和提高。而技术动作，与人的神经、肌肉、关节以及体育运动项目的特点直接相关。它是在神经调控、肌肉做功以及关节支撑下协作完成的特殊动作。这里，除去考虑神经调控的因素，主要涉及肌肉做功和关节支撑。而肌肉做功讨论的是肌力和距离，关节支撑主要是杠杆原理。举个简单的例子如图一[3]《九年义务教育物理八年级第二册》，上海教育出版社，第7页上。3]：图一：人体上的某些杠杆由上图可以看出，人体上的部分

3、关节活动可以看作是肌肉和杠杆的协作。而这，显然属于物理知识分析简单运动的例子。1．2物理学的研究对象物理学是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。主要由经典力学、电磁学、热力学、光学和声学等构成。其中，经典力学是以牛顿运动定律为基础，在宏观世界和低速状态下，研究物体的机械运动和平衡规律及其应用的学术。物理学随着人类社会的实践产生、形成和发展壮大起来。近代形成了以力学为基础的生物力学，它主要研究生物体的外在机械运动。侠义运动生物力学研究体育运动中人体的运动规律。它的任务是研究人体或一般生物体在外界力和内部受控的肌力作用下的机械运动规律，它主要用于确定各专项体育运动的技术原理，作为

4、运动员的技术诊断和改进训练方法的理论依据。1．3两者的联系通过以上分析，可以看出，物理学中的侠义“运动生物力学”是专门为体育运动服务的。这给我的启示是，物理中的运动理论可以很好地指导体育运动，这也将是理论指导实践的完美结合。当然，我们也不能因此为初中学生加开一门“运动生物力学”。所幸，体育和物理都是初中必修课，学生已经具备一定的运动和力学知识。而相对简单的运动技术动作和相对直观的物理知识，可以很好地互补。因为，运动中包含着丰富的物理知识，可以成为学生物理知识的来源，也可以作为检验学生物理知识的实验环境。而物理知识中也涉及很多的体育案例，它可以由学生在体育运动中总结提炼，并反过来指导学生的

5、体育实践。2初中体育教学中技术动作的物理分析体育教学中，任何技术动作的完成，都要求身体重心平稳，协调用力。这是因为，身体姿势不协调时，各关节在肌肉的拉力作用会在不同方向上产生大小不同的力矩[4]物理学上指使物体转动的力乘以到转轴的距离。4]，从而破坏身体平衡，影响动作完成的质量。具体个别项目分析如下。2．1长跑技术动作的力学分析就1000米跑来说，首先根据“力可以改变物体的运动状态”，应告诫学生，跑步的速度应避免忽快忽慢，因为在由慢到快的过程中，需要腿部的用力蹬地产生身体的加速度，而这与匀速相比要消耗体能。这与下图两辆小车相似。在光滑水平面上，小车1匀速直线运动，小车2忽快忽慢运动。用物

6、理知识分析，在水平方向上小车1不受力，所以说平方向上外力做功W1=FS=0S=0，即水平方向上不消耗能量。小车2在减速时受到阻力F1，加速时受到拉力F2,做功为W2=F1S1+F2S2。所以，小车2一定消耗能量。图二：光滑平面上运动的两辆小车F拉F阻2其次，跑步过程中，身体应适当前倾（如图三），避免每次蹬地时过多消耗在垂直方向上的力F′；而同时垂直方向的力会导致腾空高度增加，进而增加每两次这地点之间的时间差。图三：跑步时脚受地面反作用力分析再次，摆臂频率要快，根据杠杆平衡原理，如图四左，在以躯干为杠杆观察时，上肢快速摆动，即以点A为轴快速摆动双臂，会影响下肢随之快速摆动，即以B为轴快速蹬

7、腿，从而保持身体的平衡。最后，步幅不宜过大，因为步幅图四跑步力学分析过大，如图四中和右，会导致前侧小腿远离重心，从而产生制动力F2，会影响跑步速度甚至损伤骨和关节。2．2立定跳远技术动作的力学分析完整的立定跳远技术动作由预摆、起跳、腾空、落地四个部分组成。如图五：图五立定跳远力学分析在图五中，可以看到，1-1和1-2为预摆，2为起跳，3为腾空，4为落地。首先，预摆阶段，两脚应左右开立，与肩同宽。上体稍前倾，两臂前后摆动，前摆时两腿伸