擊打后冰壺運行軌跡的分析

中圖分類號：G862 文獻標識：A 文章編號：1009-9328（2016）02-000-02

摘 要 冰壺運動自1995年從日本傳到中國后，通過短短幾年的時間在國際冰壺比賽上取得了優異的成績；通過查閱文獻得知：目前對冰壺運動的研究主要集中在對國內外冰壺投壺命中率的比較、技術、影響因素的分析，卻對冰壺運動給階段生物力學的分析非常的少，為了推進我國競技冰壺的發展，本文通過查閱文獻資料，利用運動生物力學、物理的相關知識深入地對冰壺運動中擊打（打定、打甩）后運動軌跡進行邏輯性分析，以此指導該項目的備戰、參賽實踐，提高訓練的科學化水平，努力提升該項目的整體實力。同時，通過對冰壺項目優秀運動員競技能力的研究，也為其他項目的發展提供借鑒經驗。

關鍵詞 冰壺運動 擊打 運行軌跡

冰壺運動是技巧性、戰術性較強的智力運動項目，在中國起步比較晚，但在中國發展具有較大的優勢和發展潛力[1]，短短幾年，中國的冰壺運動員在國際冰壺比賽中已取得一席之地，同時也暴露出了許多的問題，其中包括：對項目規律理解不夠，技戰術水平較低、競賽心里不成熟等[2]。因此，這些問題是擺在我國體育界管理者、教練員、科研人員、運動員面前的重大問題。

冰壺的運行軌跡分為擊打前后，擊打前主要包括向左、中、右三部分；擊打后的情況比較復雜，擊打的類型分為兩種打定與打甩。

一、冰壺打定后的運行軌跡的分析

（一）動量守恒定律[3]：一個物體不受外力或外力的合力為0，這個系統的總動量保持不變，這個結論就做動量守恒定律，表達式：m1V1+m2V2=m1V3+m2v4（m表示質量，v表示速度）。通過對觀察冰壺比賽：在冰壺的擊打瞬間總有一個冰壺處于靜止狀態，所以動量守恒定律表達式：m1V1=m1V3+m2v4（m1、m2都是指冰壺的質量，兩個相等，只是為了區分）

（二）能量守恒定律[3]：也就熱力學第一定律，指在一個封閉（孤立）系統的總能量保持不變。在冰壺運動中，冰壺的勢能是不會改變的。所以冰壺在擊打的瞬間只是機械能的改變。表達式：1/2m1V12+1/2m2V22=1/2m1V32+1/2m2V42。同樣，在打定中能量守恒定律表達式：1/2m1V12=1/2m1V32+1/2m2V42（m1、m2都是指冰壺的質量，兩個相等，只是為了區分）

（三）打定就是兩個碰撞的冰壺過質心的碰撞，其中擊打前冰壺的運行速度與質心在同一條直線上[4]。

1.只考慮冰壺在水平方向上的速度如圖1：

圖1 打定瞬間冰壺運行方向分析

由圖1可知：在水平方向上m1最終會靜止，m2會取代m1的速度向前運動。

2.如果冰壺在打定前有旋轉速度的話，那么在打定的瞬間，也將遵循1.3.1的分析過程，如果m1的旋轉速度在豎直方向上，那么m2將獲得豎直方向的旋轉速度，且與m1相同。例如：m1逆時針旋轉的話，在打定的瞬間，m1的旋轉方向向上，那么m2也將向上，此后將順時針旋轉。

如果冰壺逆時針旋轉向前運動[5]，那么在冰壺的運行軌跡中會發現冰壺向左偏，順時針的話則向右偏。這樣的話在打定的瞬間，m2將會有向左向右的偏轉的趨勢，這將取決與 m1是順時針還是逆時針旋轉。

二、冰壺在打甩過程中的運行軌跡分析

（一）打甩：冰壺碰撞不是過質心碰撞[4]，也就是碰撞前m1的運行速度與兩冰壺質心的連線不在同一個方向上如圖2：

V4

圖2 打甩示意圖

（二）光的反射定律

反射光線與入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居在法線的兩側；反射角等于入射角 。可歸納為：\"三線共面，兩線分居，兩角相等\"如圖3所示[3]。

圖3 光的反射

（三）兩冰壺在打甩過程中，它們的碰撞點相當2.2中的O點，m1的運行方向相當于入射光線，反射光線相當于碰撞后m1、m2的運行方向，所以完全遵循光的反射定律。

1.在不考慮旋轉的情況下分析冰壺打甩瞬間的運行軌跡，如圖4所示 ：

其中α=β γ= Ω

圖4 冰壺打甩瞬間運行方向分析

由圖4可知：在打甩的瞬間m2、m1都將改變了原先的速度，并且方向相反，其中m1不會靜止在m2原先所在的位置。

2.當打甩的瞬間m1有逆時針的旋轉方向呢， m2將獲得順時針的旋轉，m1將保持原先的逆時針旋轉。

如果冰壺逆時針旋轉向前運動，那么在冰壺的運行軌跡中會發現冰壺向左偏，順時針則向右偏，所以在2.3.1的基礎上，m2將會有向右偏轉的趨勢，m1將有向左的趨勢。如果打甩前冰壺是順時針旋轉，則m1、m2的偏轉方向正好相反。 三、結論與結果

（一）冰壺在打定與打甩過程中遵循動量守恒定律、光的反射定律、能量守恒定律。

（二）冰壺運動員在進行冰壺運動軌跡訓練時，應該遵循理論與實踐相結合進行訓練。

（三）建議教練員應不斷改進訓練方法，加強人員的配合與科研力量。管理層應繼續加大對冰壺項目的扶持力度，使我國的冰壺隊員們能更早地走上奧運會的大舞臺。

參考文獻：

[1] 柴如鶴，李振偉，梁志劍等.我國冰壺運動發展優勢及制約因素分析[J].哈爾濱體育學院學報.2011.29（5）：6-8，12.

[2] 李淑青.第21屆冬奧會中國女子冰壺隊與對手比賽的技術分析[J].體育科技文獻通報.2011.19（4）：37，53.

[3] 北京海淀區教師進修學校編，全日制普通高級中學教科書：物理[M].北京師范大學出版社，2003：46，49，70.

[4] Denny， M.（1998） Curling rock dynamics. Canadian Journal of Physics 76， 295-304.

[5] 王珂，馮偉.冰壺投壺技術分析[J].冰雪運動，2006，（1）：39-41.