從物理學看跳高時為什么要助跑

摘要：分析跳高運動中的物理知識的運用。

關鍵詞：騰起初速度; 騰起角; 支撐反作用力

在各種體育運動項目中，許多項目都用到了中學物理知識，其中，跳躍類和投擲類運動是比較典型的。下面對跳高運動進行分析。

跑得快有助于提高跳遠成績，對此大家易于理解，但跳高運動員在起跳前為什么要助跑呢？如果沒有助跑就跳不高，誰也沒見過跳高運動員在原地起跳的。那么，向前跑跟向高處跳有什么關系呢？

從力的角度分析，跳高運動員能騰起越過橫桿，靠的是助跑的慣性力和起跳蹬地時受到的支撐反作用力。由于慣性力的方向是水平向前的，而支撐反作用力是近似垂直向上的，所以起跳后的身體重心沿著一個拋物線軌跡運動。支撐反作用力越大，人也就跳得越高，助跑就是為了增大支撐反作用力。

從能量角度分析，拋物線軌跡的高度，取決于起跳時騰起初速度和騰起角的大小，一般說來，應該盡可能增大這兩項數值。

助跑的作用就是為了增大騰起初速度。運動員通過助跑過程首先獲得較大的水平速度，在起跳點猛然減速，雙腳用力蹬地，身體蜷曲（此時，助跑獲得的動能主要轉化為身體的彈性勢能，很少部分的動能使用身體水平向前運動），然后身體快速伸展開，同時用力蹬地，身體受到較大的支撐反作用力，使身體向上快速離開地面，從而獲得向上運動的較大初速度（彈性勢能又轉化為動能）。向上的初速度和水平向前運動的速度一起合成騰起初速度，也就是說它和水平向前運動的速度一起決定著騰起初速度的大小和方向。

助跑時獲得的動能越大，運動員獲得向上運動的初速度越大，騰起初速度和騰起角也就越大。能跳過的高度也就越高，所以跳高運動員在起跳前要助跑。

由斜拋運動知識知道，落地時速度大，動量（mv）也就很大，由于受到地面的沖量（Ft），使動量變為零，由動量定理mv=Ft ，知：為減小運動員受到的沖擊力F，應盡可能增加接觸時間t，因此，在落地點放置了厚厚的海棉墊子。

由以上分析得知，跳高運動中涉及到作用力和反作用力、動能勢能之間轉化、斜拋運動、沖量和動量等多方面的物理知識。各類體育運動項目中，都包含有豐富的物理知識，我們要善于分析和研究。也可以把某項運動作為研究課題，讓學生（特別是高中學生）試著研究，這樣既可以把知識學活，又可以提高學生分析問題、研究問題的能力。在提倡研究性學習、自主學習的今天，這種做法無疑是很有現實意義的。

（南宮市職教中心）