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籃球運(yùn)動(dòng)中的物理現(xiàn)象 籃球運(yùn)動(dòng)中常用到的物理原理篇一

籃球這種運(yùn)動(dòng)是物理迷最喜歡的，在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上你可以運(yùn)用你所學(xué)的物理學(xué)定律為籃球運(yùn)動(dòng)增添一些新見(jiàn)解。我們已經(jīng)看到一些

關(guān)于

籃球的拋物線運(yùn)動(dòng)和碰撞、能量和動(dòng)量等方面的互動(dòng)軟件或游戲。下面就向你介紹關(guān)于籃球運(yùn)動(dòng)的5項(xiàng)基本物理原理，看過(guò)之后應(yīng)該會(huì)讓你重新認(rèn)識(shí)這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。

請(qǐng)?jiān)偎伎家幌逻@個(gè)問(wèn)題，在離開(kāi)地面的那一剎那你身體的速度達(dá)到最快，隨著你慢慢升高你的速度漸漸下降，直到你達(dá)到跳躍最高點(diǎn)，這一瞬間你的垂直方向速度為零。過(guò)了這個(gè)瞬間你的下跌速度開(kāi)始增加，直到你重新落地速度歸零。因?yàn)樘S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(shí)間更長(zhǎng)。

時(shí)間有多長(zhǎng)？要算出這個(gè)數(shù)字，我們需要知道物體從靜止?fàn)顟B(tài)下落的時(shí)間取決于離地距離的平方根。計(jì)算物體下落到1/2高度的時(shí)間，只要將離地距離（1/2）開(kāi)平方，也就是71%。

籃球運(yùn)動(dòng)員的滯空感的原理是他們71%的時(shí)間都在跳躍的上半程。

現(xiàn)在

想象

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

從騎車人看來(lái)，籃球是在騎車人前方落地？相同位置落地？后方落地？

你認(rèn)為結(jié)果會(huì)

怎樣

？

為了弄明白為

什么

籃球會(huì)和騎車人同步，讓我們來(lái)思考17世紀(jì)時(shí)伽利略做過(guò)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

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(dāng)時(shí)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(dòng)，石頭的下落軌跡也是橫向運(yùn)動(dòng)，除了向下運(yùn)動(dòng)之外，石頭和船以相同速度橫向前進(jìn)。

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(dòng)的速度。籃球落地時(shí)，依然會(huì)落在騎車人身上。這條定律對(duì)籃球有什么啟發(fā)呢？

當(dāng)籃球運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中投籃時(shí)，也和騎車人一樣，初學(xué)者籃球上籃往往失敗的原因在于他們會(huì)將籃球往前送，而非垂直往上送。只要是受過(guò)訓(xùn)練的籃球運(yùn)動(dòng)員都知道帶球上籃時(shí)籃球要向上方拋起。同理，運(yùn)動(dòng)員由左向右移動(dòng)時(shí)投籃，此時(shí)如果他們瞄準(zhǔn)籃筐正中，籃球不會(huì)命中，而會(huì)偏向籃筐右側(cè)。為了保證每次移動(dòng)中投籃都命中籃筐，運(yùn)動(dòng)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(rèn)為萬(wàn)物的自然狀態(tài)是靜止，如果要移動(dòng)某物需要一直有作用力作用于物體。以這種理論看來(lái)，伽利略不適合遠(yuǎn)距離投籃，灌籃狂魔更適合他，他的帶球上籃水平應(yīng)該也很弱。

伽利略的觀點(diǎn)是正確的。他引入了慣性的概念——物體在沒(méi)有任何作用力的情況下將保持原來(lái)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(yùn)動(dòng)。

籃球運(yùn)動(dòng)員要學(xué)會(huì)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(huì)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(shuō)后旋決定了射籃。

“指尖有助于帶動(dòng)后旋，射出的球力道更綿軟，“幸運(yùn)”程度也會(huì)提高。球命中籃筐后停住就是不錯(cuò)的后旋球。有些人說(shuō)這是運(yùn)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(yùn)球？”

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

要弄懂其中的原因，首先要想象一個(gè)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(shí)與籃筐的碰撞會(huì)削弱球的能量，讓球速度變慢。

現(xiàn)在請(qǐng)想象一個(gè)后旋球。球的運(yùn)動(dòng)是兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)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(dòng)速度居然比之前更快。這次，當(dāng)?shù)撞坑|到籃板時(shí)，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(lái)，籃板附近的球越慢越容易彈進(jìn)籃筐。

所以，后旋球更容易進(jìn)籃筐靠的不是運(yùn)氣，而是物理學(xué)。

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(duì)籃球作用力更強(qiáng)。細(xì)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(shuō)，籃球比實(shí)際重量更輕是因?yàn)槭艿搅丝諝飧×Φ淖饔谩?/p>

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(shí)才起作用。

1852年馬格納斯對(duì)炮彈發(fā)射后經(jīng)常會(huì)偏折方向感到十分不解。他意識(shí)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(yīng)對(duì)旋轉(zhuǎn)行進(jìn)的籃球會(huì)造成小小的影響，籃球的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)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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