羽毛球運動中的物理學原理

文長沙市第一中學　劉　錦

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羽毛球運動中的物理學原理

文長沙市第一中學劉錦

羽毛球運動是一項深受大家喜愛的運動，打羽毛球時，人們需要不停地移動跳躍、轉體、揮拍擊球。

這項運動包含了物理學、化學、生物學等知識體系，而物理學在羽毛球運動中起著至關重要的作用。本文結合實際情況剖析了羽毛球運動和物理學之間的聯系。

一、判斷羽毛球的落點位置

打羽毛球時，如何有效判斷球的落點位置非常關鍵。場上環境變幻莫測，往往需要選取一個合適的物體作為參照物。球場雙方隊員、場地、場地外的物體是羽毛球運動中的主要參照物。

正確選取合適的參照物能讓人們較快地適應不同的運動場地，更好地判斷羽毛球的落點。

二、人體擊球時的物理學原理

在羽毛球運動中，每一次擊球都伴隨著能量的轉移，由人體的生物化學能通過人體力矩作用，傳遞到羽毛球上便出現了轉化或轉移。

每一次擊球的過程也是一次動量的碰撞，從動量守恒的角度分析：m1v1+ m2v2= m1v1′+ m2v2′，其中：m1是人和球拍的質量，v1是擊球前球拍的總速度；m2是球的質量，v2是來球的速度；v1′是擊球后球拍的速度，v2′是擊球后球的速度。v是矢量，具有方向性，以擊球后的速度方向為正，則來球的速度為負。

在擊球碰撞過程中存在動能的損失，并僅以彈性碰撞（忽略動能的損失）來分析，如果想讓擊球后的速度快，需要保證擊球前動能和足夠大。我們可以通過固定大臂來增加擊球前人和球拍的質量。另一種是加大球拍的總速度，球拍不僅有手臂手腕揮動的速度，還有人體腰腹后仰后再向前弓的速度，兩者加上比揮拍的速度快。

二是減少來球的負的動量，即減小v2，這樣擊球前的動量就足夠大。要想球速快，就要增大v2′，在等式左邊一定的情況下，只有減小m1v1′才行。m1是一定的，只有盡可能地減小v1′，即當擊球后人和球拍是靜止的，也就是平常所說的制動。

通過上述分析，要提高擊球后的球速，可從以下幾點著手。

1.在合適的時機擊球，盡量在來球速度降低時擊球。

2.盡量利用人體上半身的重量，理想情況下是做到人拍合一。

3.利用上腰腹的反彈，并加大揮速。

4.盡量在擊球后制動。

三、羽毛球飛行過程中的物理學原理

羽毛球被打出去后的飛行路線是斜拋運動。根據運動獨立性原理，可把斜拋運動看成做水平方向的勻減速直線運動和豎直上拋運動的合運動，處理沿水平方向的勻減速直線運動和自由落體運動的合運動。

在羽毛球的擊打過程中，為保證擊打后到達對方接球點的球速快，可通過打高球、吊球、殺球來實現，這就要求人們取得擊球的制高點、加快來回球速和找到適宜的落點角度。

由于羽毛球飛行路線是斜拋運動，從自由落體的角度來看，處理時間長會導致處理球時的速度快、動能和動量大，這樣的球很難被有效控制，故借助起跳增大擊球時的高度、減少處理時間來掌控場上局勢。

另外，網前擊球時搓球的最高點控制在自己的場區內，球過網后將沿網邊垂直下降，讓對方不易接住。

通過參照物、動量守恒、自由落體、斜拋運動等物理學原理分析羽毛球運動，不僅能知曉羽毛球運動過程中的奧妙，也讓我們更為深刻地認識到物理學在日常生活中的重要性。