物理知識在體育教學及業余運動訓練中的應用

物理知識在體育教學及業余運動訓練中的應用

　　摘 要：體育與各學科之間存在著緊密的聯系。通過查閱文獻、整理分析，論證并闡述了物理知識在體育教學和業余運動訓練中的積極作用，旨在為體育教學及業余運動訓練提供幫助。
　　關鍵字：物理 體育教學 運動訓練 應用
　　體育是學校教育的重要組成部分，隨著社會與科學的不斷發展，體育作為一門綜合性學科與其他社會學科的聯系日益緊密。2003年人教版《物理》教材指出：物理學是研究物質結構和運動基本規律的學科。在中學體育教學及業余運動訓練中引用物理知識進行參與教學和訓練會起到積極的輔助作用。
　　一、培養學生分析問題、解決問題的能力，發展學生的素質，促進體育與健康課目標的實現
　　中學生處在成長發育的關鍵時期，培養學生分析問題、解決問題的能力，提高中學生明辨是非的能力，對于中學生的成長及價值觀、人生觀的形成具有非常重要的意義。將物理知識貫穿到體育教學和業余訓練中，通過對一些表面現象的分析，可以幫助學生分析問題、認清問題，并逐步提高學生解決問題的能力。
　　例如：兩個學生比賽后拋鉛球，一個力氣大，另一個力氣小，但力氣大的卻輸給了力氣小的。這時，我們就需要從物理學的角度來進行分析，讓學生明白力氣大只是鉛球拋得遠的一個重要因素，而不是絕對因素，因為還要受到后拋鉛球技術、自身身高等因素的影響。要幫助學生正確分析問題、解決問題，培養學生全面分析問題的能力，讓學生學會辯證地看待問題，排除思想壓力，從而對學生的健康成長及人生觀、價值觀的形成起到積極的推動作用，促進體康課教學目標的實現。
　　二、提高學生的積極性，培養學生的鍛煉興趣
　　簡單講述和教授體育運動技術，教師講得比較枯燥，學生學得也比較枯燥，學習積極性不高。中學生處在增長知識、開闊眼界的年齡階段，善于探索、勇于探索是他們的長處。體育教師在教學與訓練中應當挖掘并發揮他們的優點，積極提高學生的學習積極性，將物理知識貫穿于體育運動技術學習和練習的全過程，培養學生的興趣，讓學生在學習技術原理、練習技術的同時，很好地應用物理知識對運動技術進行分析，從而收到理論指導實踐、實踐驗證理論的效果。
　　例如：在教授原地推鉛球“出手角度”這一重要內容時，教師可以結合“斜上拋”的力學原理對其進行分析講解，幫助學生更直觀、更理性地學習和掌握。如圖：
　　鉛球的運動軌跡是拋物線，通過運用物理知識進行分析，學生能夠明白鉛球的水平位移計算公式為：
　　S = v2sinθcosθ/g
　　S取決于出手速度v和出手角度θ，當v一定時，θ就決定了S的大小。根據三角函數和極值原理，當sinθ=cosθ時，S有最大值,此時，θ取45°角。所以在理論上講，當出手角度是45度，鉛球推得最遠。但是由于外界因素的影響，在實際中39°是最適宜的角度。
　　三、結合解剖、生理、化學等學科對學生進行健康教育
　　在剛開始進行鍛煉時，絕大多數人會感到全身或局部酸痛，這時體育教師首先要給學生講明白這是一種正�，F象，沒有必要緊張更不要輕言放棄，要鼓勵學生堅持鍛煉、持之以恒，培養學生敢于面對困難、敢于挑戰、堅韌不拔的意志品質。其次，教師要給學生講解出現這種現象的原因。這時，教師就可以借助物理、生理、解剖、化學等學科的知識來給學生講解分析，使學生從原理上弄明白到底是怎么一回事。
　　例如：教師要講解進行正握啞鈴屈臂練習時大臂肌肉產生酸痛的原因，可以嘗試按下面的步驟進行講解。
　　1、給學生一個生理解剖模型，使學生先弄明白正握啞鈴屈臂的運動原理。
　　2、請學生思考并用物理知識解釋正握啞鈴屈臂的工作原理：
　　正握啞鈴屈臂練習時，小臂以肘關節為軸組成杠桿，L1為阻力臂，L2為動力臂，練習時遵循杠桿原理，肱二頭肌肌肉收縮，給小臂動力，克服啞鈴的重量產生的阻力做功。根據功能轉化原理，大臂肌肉收縮做功必定消耗能量，能量從哪里來的呢？
　　3、運用生化原理講解能量的來源：肌肉運動所需要的能量來源于兩個部分：有氧代謝產生的能量與無氧代謝產生的能量。無氧代謝供能消耗的主要是人體內儲存的三磷酸腺苷（ATP），人體內儲存的ATP數量是有限的，在短時間內很難發生變化，當肌肉運動將人體內儲存的ATP消耗完后，便完全靠有氧代謝供能。有氧代謝功能消耗的主要是人體內的脂肪，化學反應式為：
　　脂肪+氧氣→能量+乳酸
　　4、脂肪分解產生的乳酸在肌肉纖維間堆積，人體便會感到肌肉酸痛。如果繼續堅持鍛煉，乳酸會繼續分解氧化：
　　乳酸+氧氣→水+二氧化碳+熱量
　　當肌肉纖維間的乳酸濃度降到一定值時，人體就會不再感覺到酸痛了。
　　四、運用物理知識分析講解，促進學生明確并逐步建立正確的動作定型
　　通過運用物理知識分析講解技術動作，促進學生對于技術動作的理性認識，并反作用于感性認識，增強其神經支配肌體的能力，有效提高學習的效率和練習的效果，使學生明確技術方法，通過積極的練習，逐步建立并鞏固正確的動作定型。
　　例如：在講解“后蹬跑”由“充分蹬直”到“充分蹬伸”的發展變化時，教師就可以運用物理知識進行講解。
　　1、使學生明確“充分蹬伸”與“充分蹬直”的區別與聯系。所謂聯系就是指二者都要求“蹬”。所謂區別是“伸”與“直”的區別，“蹬伸”就是不一定要求一定要蹬直，而是要求在自己的能力范圍和技術允許范圍內盡力去蹬，伸的程度因人而宜，允許“屈蹬”。蹬直則要求一定要蹬直，大小腿夾角要接近180°，忽視了人的區別以及場地、技術的影響。
　　2、拋開人的因素影響，運用力學原理分析后蹬跑。
　�。�1）充分蹬直的力學原理分析。人體在往前跑的過程中，主要依靠后蹬時地面給人體的反作用力及人體自身擺臂與擺動腿向前擺動所產生的作用力來實現位移速度。
　　后蹬時地面給人體的反作用力F在水平方向上的分力對人體的前移產生作用:F1= Fsinα；F在豎直方向上的分力使人體在跑的過程中產生一定的騰空：F2= Fcosα。
　�。�2）充分蹬伸時的力學原理分析。后蹬使地面給人體的反作用力f在水平方向上的分力對人體的前移產生作用:f1= fsinβ；f在豎直方向上的分力使人體在跑的過程中產生一定的騰空：f2= fcosβ。跑動過程中，當人蹬地的力量F=f時，如果β小于α，則屈蹬時在水平方向上的分力f1= fsinβ大于直蹬時在水平方向上的分力F1= Fsinα，也就是說屈蹬時在水平方向上給人體的作用更大。在豎直方向上，f2= fcosβ小于F2= Fcosα，但是由于塑膠跑道給人體向上的彈力較大，所以可以彌補屈蹬時重心較低的缺陷。
　　五、總結
　　綜上所述，在體康課的教學和運動員的業余訓練中很好地運用物理知識在培養學生分析問題、解決問題的能力，發展學生的素質，促進體育與健康課目標的實現，提高學生的積極性，培養學生的鍛煉興趣，結合解剖、生理、化學等學科對學生進行健康教育，分析講解運動技術，促進學生明確并逐步建立正確的動作定型等諸方面起到了積極的輔助作用。

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