滑雪运动中的力学问题(PPT-15)
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滑雪所含物理知识点总结
滑雪所含物理知识点总结一、力学知识1. 摩擦力和滑雪板在滑雪运动中，摩擦力是一个至关重要的物理现象。
滑雪板与雪面之间的摩擦力决定了滑雪者能否在雪地上保持稳定的运动。
滑雪者想要在雪地上滑行时，需要克服摩擦力。
因此，滑雪板的材质、质量和表面处理都会对滑行效果产生影响。
此外，摩擦力还直接影响了滑雪运动的速度和稳定性。
2. 重力和滑雪者的动作重力是滑雪者在行驶过程中必须克服的力之一。
在滑雪运动中，滑雪者需要利用重力助力下坡滑行。
同时，滑雪者也需要通过技术动作来控制重力，以保持在坡面上的稳定。
滑雪者在下坡滑行时，需要利用重力加速，而在上坡滑行时，需要克服重力。
3. 转向和向心力滑雪中的转向对向心力有着直接的关系。
当滑雪者转向时，需要对雪地施加向心力，以便在弯道中保持稳定的滑行。
向心力是一种惯性力，是指物体沿着曲线路径运动时，受到的一种向曲线中心指向的力。
通过控制滑雪板的转向和倾斜，滑雪者能够通过向心力来控制滑行路线和速度。
二、热力学知识1. 暖空气和雪面在滑雪运动中，雪面和周围的空气温度会对滑雪者的滑行产生影响。
当温度升高时，雪面上的雪粒会变得更加湿润，进而会增加雪与滑雪板之间的摩擦力，导致滑行速度减慢。
相反，当温度较低时，雪的摩擦力会减小，以及滑雪板的滑行速度会增加。
2. 水分和雪质水分也是影响滑雪者滑行速度和稳定性的一个重要因素。
雪质的湿润度和温度会直接影响雪和滑雪板之间的摩擦力，从而影响滑行速度和稳定性。
不同类型的雪质对摩擦力和滑行的影响是不尽相同的，比如湿雪和硬雪的摩擦力就会有所不同。
三、动力学知识1. 勾股定理和滑雪轨迹勾股定理是对直角三角形中边长和斜边的关系的描述，而在滑雪运动中，勾股定理可以帮助滑雪者优化自己的滑行轨迹。
通过技术动作如转向和倾斜，滑雪者可以利用勾股定理来调整自己的滑行轨迹，以求实现更流畅和稳定的滑行效果。
2. 动量守恒和滑雪速度在滑雪运动中，动量守恒定律也是适用的。
当滑雪者完成技术动作或者进行转向时，其动量将会发生变化。
高一物理滑坡滑雪知识点
高一物理滑坡滑雪知识点滑雪是许多人喜爱的冬季运动，它不仅能锻炼身体，还能享受冰雪带来的快乐。
而在滑雪过程中，我们也会接触到一些物理知识。
本文将介绍高一物理课程中与滑雪相关的知识点，帮助读者更好地理解滑雪过程中的物理现象。
一、摩擦力对滑雪的影响在滑雪中，摩擦力起着至关重要的作用。
摩擦力可以帮助滑雪者保持平衡、控制速度和方向。
当我们穿上滑雪板或滑雪板鞋后，与地面之间产生了摩擦力，这种摩擦力会使我们在雪地上滑行。
摩擦力的大小取决于滑雪板与雪地之间的摩擦系数以及施加在滑雪板上的力的大小。
二、重力对滑雪的作用重力是物体受到的地球吸引力，它也对滑雪过程产生了影响。
滑雪时，重力会使我们向下方加速，增加我们的速度。
重力的大小取决于滑雪者的质量，质量越大，重力就越大，速度也会相应增加。
三、动能和势能的转化在滑雪过程中，动能和势能会不断地相互转化。
当我们站在山坡上准备滑下时，我们由于位置较高而具有较大的势能。
随着滑下山坡，势能转化为动能，使我们具有一定的速度。
而在滑行的过程中，由于摩擦力的存在，动能会逐渐减小，而势能则相应增加。
当我们到达山脚时，动能完全转化为势能，速度减为零。
四、滑雪中的平衡和稳定在滑雪中，保持平衡和稳定非常重要。
通过调整身体的姿势和重心的位置，滑雪者可以保持稳定并控制滑行的速度和方向。
当滑雪者向前倾斜，重心向前移动时，重力会促使滑雪者下滑加速。
而如果滑雪者向后倾斜，重心向后移动，则能减慢滑行速度或停下。
五、斜坡和滑雪速度的关系滑雪过程中，斜坡的角度对滑雪速度产生重要影响。
较陡的斜坡会使滑雪者下滑加速，而较缓的斜坡则会减慢速度。
这是因为斜坡的角度影响了重力分量的大小，角度越大，重力分量越大，滑雪速度也会相应增加。
结语：通过对滑雪过程中的物理知识点进行了解和掌握，我们能更好地理解滑雪的过程，并且在实践中灵活运用这些知识。
滑雪不仅是一项运动，更是一种与自然亲近的方式。
希望本文对读者了解高一物理课程中与滑雪相关的知识点有所帮助。
滑雪基础理论
滑雪其实是一项将重力势能转化为动能，并获得速度的运动。
了解本质可以更好的驾驭滑行，因此很多技术流 Pro 喜欢研究滑雪物理学。
对于普通雪友来说滑雪物理学却像天书，比如一份分析滑行受力的文献，配图是这样的：别慌，我们会用较为通俗的表达方式为大家分析滑雪基础理论。
滑雪——用雪板控制阻力的运动想象一下你正在平整的雪道滑行，此时重力为你提供了向下的速度，空气阻力、雪板与雪面接触所产生的摩擦力则与重力对抗，阻扰你向下的速度。
在这三个力的产生因素中，我们唯一能随心所欲地控制的就是雪板。
通过雪板与雪面的不同接触方式，可以加大或减小阻力，从而控制滑行速度。
此外，专业高山滑雪运动员还会穿特制雪服、调整身体姿态以求减小空气阻力，在这里不做讨论。
双板基础理论框架明确雪板在滑行中的作用原理后，我们再来看下双板滑雪的框架。
只有清楚了整个大框架，才能有的放矢的去进行针对性的练习，进阶才会有方向，有条不紊的进行。
很多普通雪友之所以进步缓慢和没有框架的学习不无关系，首先来看张图：（素材来源SkiiCat）如图，最下面的粗黑线代表的是雪面，最里面的半圆代表雪板，雪板外面的一圈是代表身体，下面是几个问题的解答。
雪板在雪面上呈现的姿态有哪些？有平行、内八字、外八字这三种。
雪板有哪些运动方式？旋转，立刃，加压和减压。
什么是加压和减压？将一副雪板放置于桌子上，用手压雪板的中间，雪板会被压弯，这就叫加压，当你松手的时候，雪板自然恢复原来的样子，这就叫减压。
在下图中，下方的雪板就是在被加压，上方的雪板则已被减压。
为了让雪板做出上述3种运动方式，我们的身体应该如何去做？通过旋转我们的身体可以带动雪板的旋转，通过内倾和反弓我们的身体可以让我们的雪板立刃，通过屈伸我们的膝盖可以对雪板加压和减压。
我们的身体和雪板在雪面上能做的运动方式和彼此的关系就这些么？这么简单？是的，就这些，真的简单么？应该说是看似简单吧...我们在滑雪时到底可以做哪些动作呢？由简入难来讲，初学者首先要学会在原地踏步（主要为初步适应雪板）；然后是直滑，比如刚开始的冲坡（雪板一般呈平行状，与雪面的接触是整个板底，摩擦力固定，坡面越陡，受重力加速度影响滑行速度会越来越快）；然后是刹车，学习时这一步和直滑连接紧密（利用犁地卡雪有效增加阻力减缓速度）；会刹车后就慢慢的会转弯了（流畅控制速度的关键）；然后是跳跃，看起来很厉害的样子，居然可以腾空...最后就是把这些都综合起来，自由切换！注：这里的“犁地”是指通过物理推动增加与雪的摩擦阻力，比如犁式刹车。
滑雪 物理题
滑雪物理题
滑雪是一项非常有趣和刺激的运动，而物理在滑雪中的应用也十分广泛。
以下是一些与滑雪相关的物理题目：
1. 滑雪运动员从山上滑下，重力对他做了多少功？
2. 在滑雪时，如果运动员的速度保持不变，那么他的动能会发生变化吗？
3. 当滑雪运动员沿着斜坡滑下时，他的重力势能是如何转化的？
4. 滑雪板与雪地之间的摩擦力对运动员的运动有何影响？
5. 如果一个滑雪运动员在雪地上滑行，他受到的阻力是多少？
6. 在滑雪时，运动员的加速度是多少？
7. 滑雪运动员在跳台起跳后，他的重力势能和动能是如何变化的？
8. 在滑雪比赛中，运动员如何利用重力来提高他们的速度？
9. 滑雪运动员在下滑过程中，如何通过改变他的运动状态来控制他的速度？
10. 在滑雪时，如果运动员穿着重重的装备，这会对他的运动有什么影响？
这些问题可以帮助你更好地理解滑雪中的物理原理，以及如何将这些原理应用到实际运动中。
自由式滑雪中的物理原理
自由式滑雪中的物理原理
自由式滑雪中涉及到的物理原理包括重力、弹力、摩擦力和角动量守恒。
1. 重力：重力是自由式滑雪运动员在斜坡上滑行时最主要的推动力。
重力的作用使运动员沿斜坡向下运动，并控制滑行的速度。
滑雪板会受到重力的作用而产生向下的加速度。
2. 弹力：在自由式滑雪中，运动员需要进行各种技巧动作，如空中旋转和翻滚。
这些动作需要利用弹力来实现。
当运动员着陆或滑行过程中与雪面发生碰撞时，滑雪板和雪面之间会产生弹力作用，将运动员弹起或改变其运动轨迹。
3. 摩擦力：摩擦力对于自由式滑雪运动员的控制和平衡非常重要。
雪面和滑雪板之间的摩擦力可以通过调整滑雪板的角度和刃口锋利度来控制。
运动员可以通过改变摩擦力的大小来控制滑行速度和转弯半径。
4. 角动量守恒：在自由式滑雪的旋转和翻滚动作中，角动量守恒原理起着重要作用。
当运动员旋转或翻滚时，他们可以通过调整身体的姿势和臂腿的位置来改变他们的角动量。
运动员的角动量在旋转或翻滚过程中保持守恒，这使他们能够完成各种复杂的动作。
综上所述，自由式滑雪中的物理原理主要涉及重力、弹力、摩擦力和角动量守恒。
这些物理原理对于控制滑行速度、实现技巧动作和保持平衡至关重要。
滑雪腾空受力分析物理
滑雪腾空受力分析
在一项关于自由式滑雪坡面障碍技巧的研究中，研究人员让10名男性运动员穿上了带有压力传感器的鞋垫，运动员按随机顺序进行10次空中旋转180°跳跃，并分别测量跳跃着陆时双脚所受到的冲击力。
运动员们平均滞空时间小于2s，飞行高度约为7m。
研究结果显示，跳跃后着陆瞬间的力最少是运动员体重加装备总重量的2倍。
越重的人，着陆时受到的冲击力越大。
除此之外，滞空高度和时间也会影响冲击力的大小。
跳台垂直高度相对较高，运动员往往需要更多的滞空时间来获得更远的飞行距离。
研究显示，跳台滑雪运动员平均滞空时间低于3.5s时，落地承受的冲击力是运动员体重的3倍左右。
当滞空时间超过3.5s时，运动员着陆时会受到约为体重4.3～7.3倍的冲击力。
单板运动员在滞空高度为7.5m～15m的情况下，双脚着陆的平均冲击力约为体重的4.1倍左右。
假设一个穿戴好装备的专业滑雪运动员总重量为90kg，在平稳落地时会受到3528N的冲击力，相当于一次性扛起18袋20kg重的大米所需的力。
滑雪中的物理问题
滑雪中的物理问题滑雪过程中的重力作用是最基本的物理现象之一。
在山坡上滑行时，重力始终沿着坡面向下拉动滑雪者。
滑雪者的重心位置对滑行速度和稳定性有着直接影响。
通过合理调整身体重心的位置，滑雪者可以控制滑雪板的倾斜角度，从而调整下坡速度和转向能力。
空气阻力是另一个不可忽视的物理因素。
当滑雪者以较高速度滑行时，空气阻力会对其产生显著影响，使其受到一个与速度平方成正比的阻力。
为了减少空气阻力对滑雪速度的影响，滑雪者会采取一些减小阻力的姿势，如采用流线型姿势或利用装备设计来减少空气阻力的产生。
滑雪板与雪地之间的摩擦力也是滑雪运动中的重要物理问题。
摩擦力不仅影响了滑雪者的推动力和加速度，还直接影响了转弯和停止的能力。
通过调整滑雪板的侧刃角度和压力分布，滑雪者可以在雪地上产生适当的摩擦力，以便在需要时有效地控制滑行速度和方向。
温度和雪质对滑雪运动的物理影响也是需要考虑的因素。
不同温度下的雪质会对滑雪板的滑行特性产生显著影响，影响摩擦系数和表面粗糙度，从而影响了滑行的顺畅性和控制性。
专业的滑雪者通常会根据雪质和天气条件选择合适的滑雪板和技术策略，以最大程度地利用物理原理来优化滑行效果。
在滑雪运动中，除了基本的物理问题外，还有一些更深层次的物理原理和技术细节，对于高级滑雪运动员来说尤为重要。
滑雪中的动量守恒原理是至关重要的。
在下坡滑行时，滑雪者通过重心的调整和身体的动作，将身体的动能转化为滑雪板的动能。
这种动量转移是为了在不损失速度的情况下保持平衡和控制方向。
运动员需要熟练掌握如何有效地管理和利用动量，以达到最佳的滑行效果。
滑雪板的形状和设计对滑行过程中的物理影响巨大。
不同类型的滑雪板，如速度板、自由式板和高山板，其形状和尺寸都设计成适应不同滑雪需求和地形的特点。
例如，速度板通常更长而窄，能够在高速下更好地保持稳定性和控制性；而自由式板则更短更灵活，适合进行各种技巧动作和转弯。
第三，滑雪中的转弯技术涉及到复杂的旋转力学。
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滑翔迎角能够影响作用于运动员身上的升力 与阻力的比例,即升阻比,从而能够影响到跳飞 的距离.因此,运动员要想有好的成绩,就需要将 滑翔迎角调整适当, 合理的滑翔迎角在 35 ~45 之间.这里 还涉及到力矩平衡 的要求问题.
四 着地阶段 `
在下滑和空中滑翔阶段结束以后,便 是着地阶段.这时运动员几乎没有升力, 近于在重力场中作自由落体运动,这时运 动员需要设法及时而恰当地增大滑翔迎 角,运动员应努力确保身体处于平衡状态 而安全着地.
滑翔过程中的受力分析
空气阻力
升力
升 力
速度 重力
作这种滑翔姿态时,运动员的身躯其实是 处于一种下平上曲的姿态,像飞机的机翼. 能够提供一定的升力,从而能使运动员飞得 更远,获得更好的成绩.
这里要用到伯努力方程以作定性分析。
back
这个过程还涉及到一个滑翔迎角的问题:
滑翔迎角 :运动员的身体与滑行方向的夹角.
容易看出，人体采用“鸡蛋”姿态能够明显地减少空气阻力。而 根据流体力学原理，上曲下平的体型又能增大人体滑行时所受到的
升力，从而减少正压力，根据 F摩擦 = kN正压力 摩擦阻力就会相应
地减少，利用 a = mgsinß—F摩擦—F空气阻力 m
, 我们可以知道，人
体能够尽最大可能地增加下滑加速度，从而在滑翔前获得较大的
速度。
BACK
二、滑翔过程
• 在快接近跳板终点时，运动员便要突然伸 展身子，射向空中，这时人体大约有 120m/s的速度，然后在空中飞行约4s左右 后徐徐着地。
当运动员在跳板中断处射入空中时，运动 员的身体向前倾斜，双手靠拢身躯，运动 员从脚踝到头基本上是平行 于雪橇板的直线，这就是“伏 拉格”滑翔姿态。
动作要领：
助滑是为了在起跳端 造成更动快的初速度，以延 长空中作飞行距离的一种技 术。
跳板滑雪的全程展示
下滑
滑翔
着地
Forward to12
二、下滑过程
• 首先，运动员下蹲着，将头、身体和大腿 缩合成为一个椭圆形状，既所谓的“鸡蛋” 姿态。
• 问题：
• 为什么运动员下滑时要把身 体缩合成“鸡蛋”姿态呢？
跳板滑雪中的力学问
题
——流体力学在滑雪中的应用
一、滑雪运动的基本介绍
运动员从站台出发，由肋滑坡开始下滑，采用弓身 下蹲姿势，在“起飞”时，运动员从腿伸直，双臂在两侧 与身体并扰，身体前倾成水平姿态，同时使两只滑雪板 平行并扰。在即将着地一刹那，运动员身体抬起，一只 脚放在另一只的前面，双膝弯曲进入回转急停姿态，并 将两臂张开以保持平衡。1879年在挪威的奥斯陆举行了 第一次正式比赛。1971年国际滑雪联合会决定每两年举 行一次世界跳台滑雪锦标赛。1972年首届世界跳台滑雪 锦标赛在南斯拉夫举行。该项目从第一届冬运会即被列 为比赛项目。
下滑过程中人体的析受力分析：
空气阻力
摩 擦 力
升力
速度 重 力
从前面的受力分析中可以看出，当运动员从高陡的山坡急冲而
下时，运动员除受到重力、升力、跳板和雪橇板之间的摩擦力，还 要受到空气阻力的作用。
我们知道，运动员要想在滑雪过程中高质量的完成比赛，必须 在滑翔前获得较大的速度，这就要求尽量地减少摩擦阻力和空气阻 力。
Back to3
五、3种滑翔姿态的比较
通过进行风洞实验（即让运动员进入风洞室进行吹风实 验 ，这里我们要用到无线遥控测量技术以及高速摄影和录 像），我们可以得出以下数据：
姿 势 风速（m/s）阻力(kg) 升力2
-0.197
升阻比 -0.044
平背式 前扶腿 式
18.2 18.2
4.18 5.88
0.317 2.39
0.076 0.406
从阻力及流态观察来看，卵式和平背式几乎没有明显的 差别。而前扶腿式的阻力却明显增大。这是因为前扶腿式的 迎风面积较卵式和平背式大。手臂又破坏了运动员身体上气 流的流动状态，虽然前扶腿式有助于起跳动作，但阻力增加 会引起助滑速度的损失。
back
滑雪者两脚各绑一块专用的雪板，板长2.30－2.70 米，宽11.5厘米，板底有3－5条方向槽。比赛时运动员 不用雪杖，不借助任何外力，以自身体重从起滑台起滑， 经助滑道获得110公里/小时的高速度，于台端飞后，身 体前倾和滑雪板成锐角，两臂紧贴体侧，沿自然抛物线 在空中滑翔，在着陆坡着陆后继续自然滑行到停止区， 然后根椐从台端到着陆坡的飞行距离和动作姿式评分。