转动的足球——探究足球在空中旋转及弹地的奥秘

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1、转动的足球探究足球在空中旋转及弹地的奥秘学校：青岛沧口学校班级：九年级一班组长：滕晓坤指导教师：于晓燕【前言】一场异常激烈的足球比赛，解说员的解说激昂似火：“甲队球员开出角球！将足球直接旋进网窝！”“乙队开出任意球！足球滑门而出！力度无懈可击，只不过旋转的角度差之毫厘！”“甲队尝试远射！……不过仓促之下脚的触球位置没有清晰的把控，放了高射炮。”坐在电视前面的我随着现场球员及球迷的情绪变化而变化的同时，也不禁产生了一些疑问：我看到足球从髙空坠下后弹地的路线和坠下Z前的运动路线大相径庭，这是为什么？角球开出的地方（

2、角旗点）与球门的直线链接并没有足够宽的空间足以足球E入，那么足球是如何直接入网的？足球在飞行过程屮方向发生了什么变化？这一个个问题激起了我的好奇心，等待着我探究。【摘要】本报告将要探允：①假设在无风天气下，刚刚踢出的足球的旋转效果与哪些因素有关，为什么？②足球在空屮旋转时轨迹的改变与哪些因素有关，为什么？【关键词】足球旋转弹地轨迹流体压强与流体流速的关系【正文】足球，被誉为世界三大球之一，有着悠久的历史，是三大球中参与人数最多，也是变数最多的运动。在足球比赛屮，足球可不是一直在单纯地平移、滚动，在这些过程中，很

3、多都会有或多或少的旋转，并且我们会发现旋转对于足球在空屮的运动轨迹和弹地后的运动方向都有极大的影响，在长传，远射，开角球等等的动作屮，将旋转把握地出奇入化更是困难至极。足球旋转允竟有哪些奥秘？今天，我要通过实验来探允足球的旋转。一、提出问题①假设在无风天气下，刚刚踢出的足球的旋转效果与哪些因素有关，为什么？②足球在空中旋转时运动方向的改变与哪些因素有关，为什么？二、进行猜想在探究前，我认真观看了一场足球比赛的录像，针对其中出现的旋转现象进行分析，有了一定的猜想：①无风天气下，刚刚踢出的足球的旋转效果和力的大小、

4、方向、作用点有关。②足球在空中旋转时运动方向的改变与足球的旋转方向、旋转速率有关。（这里的旋转方向以及下文均指的是竖直方向上的（以地心和球心的连线为轴）旋转方向，其他旋转方向不研究。）事实究竟是不是这样呢？需要设计实验来验证。三、实验检验实验（一）：探究足球的旋转效果与哪些因素有关实验器材：足球设计实验：在儿乎无风的天气下，通过用不同的力度、不同的方向踢向足球不同的部位（我们把足球分为上、中、下、左、右、左下、右下、左上、右上九个部位），看一看产生的旋转效果（方向、速率）有何变化从而得出影响足球旋转方向、速率的

5、因素。要注意的是，我们研究的是足球的旋转速率和方向并不是足球机械运动的速率和方向。实验方法：在这个实验屮我们需要做的就是踢出足球、记录数据。踢出足球由于需要把握力度、部位，所以需要有一定的足球基础，这一点我可以满足，而另外的一点就是记录数据。其中旋转方向用肉眼即可观察出来，而rtr丁促球旋转的佼快，用肉眼很难看出旋转的速度，这应该怎么办呢？我想到了借助高科技技术。做法是先用摄像机录下足球刚刚踢出is内的旋转影像（为了使空气等其他影响因素降到最小），然后用电脑的视频制作和编辑软件回放并计算每秒转动的圈数。进行实验

6、：①首先控制踢球的部位都是屮、方向都是向右，分别用大、中、小三个力度踢皮球，记录下足球旋转速率、旋转方向，数据填入表①。②控制踢球的力度为中，踢球的部位为中，改变踢球的用力方向分别为左、前、右，记录下足球旋转速率、旋转方向，数据填入表②。③控制踢球的力度为屮，踢球的用力方向为向前，改变踢球的部位分别为上、屮、下、左、右、左下、右下、右上，记录下足球旋转速率、旋转方向，数据填入表③。实验记录表格：（“顺时针”“逆时针”指的均是从地球上空看，水平方向暂且不计）表①：控制踢球的用力方向向右、踢球的部位为中，改变踢球的

7、力度力度大屮小旋转方向逆时针逆时针逆时针旋转速率/圈/S12.88.55.5分析表①得出结论：旋转的速率和踢球的力度大小有关，具体表现为其他条件一定时力度越大，旋转速率越快；反之力度越小旋转速率越慢表②：控制踢球的力度为中，踢球的部位为中，改变踢球的用力力方向用力方向左前右旋转方向顺时针无旋转逆时针旋转速率8.59.2表③：控制踢球的力度为屮，踢球的用力方向为向前，改变踢球的部位部位上中下左右左下右下左上右上旋转方向无旋转无旋转无旋转顺时针逆时针顺时针逆时针顺时针逆时针旋转速率12.112.99.29.68.8

8、9.3排除误差的影响，在表②中旋转速率应该都是相同的，表③中“左”“右”两个部位应该是相同的，“左下”“右下”“左上”“右上”同样如此.因此分析表格表格得出结论：足球旋转的方向和速率还和踢球的用力方向和部位有关。为什么呢？我进行了分析和总结：分析：通过①表我们可以得出具体准确的结论，而通过②③表我们却只能得出有关这一结论而得不出具体结论，这是因为实验数据过少，数据无明显规律。那么踢球的