利用极限思想解决跳箱运动中的跳板制动问题

章 懿

（长沙商贸旅游职业技术学院，湖南 长沙 410016）



利用极限思想解决跳箱运动中的跳板制动问题

章 懿

（长沙商贸旅游职业技术学院，湖南 长沙 410016）

摘 要：本文从交叉学科的角度，利用物理学中力的平衡极限思想，探索解决体操跳箱运动中跳板的制动问题，降低教学训练过程中伤害事故的发生率，有效促进运动员技术发挥，通过研究计算出踏跳板的斜面设计参考角度。

关键词：极限；跳箱；制动

投稿日期：2016-01-05

利用反射回来的光线来照射体育科学研究，我们可以看到，现代体育科学很大一部分是依靠交叉学科和新型学科来促进发展。目前，体育学科主要有4大专业学科研究领域：运动人体科学、体育人文社会学、民族传统体育学、体育教育训练学。体育学科有其自身的知识基础，而其他学科知识的应用则大大促进了体育学科的进步，使体育理论基础更加科学和厚实，体育实践应用有了更为强大的理论支撑。例如，运动人体科学中的运动生理学和运动解剖学中的很多知识都是来源于生命科学，体育人文社会学中的体育经济学和体育心理学等很多学科知识来源于各级各类人文基础学科，民族传统体育学更是以我们国家的传统文化作为支撑并结合相关学科来进行研究，而体育教育训练学是一门实践技能非常强的学科，但它也需要其他学科的知识来充实和完善自身，如教育学中的许多理论在这个学科中得到了应用。由于体育这个特殊的学科研究相对比较晚，特别是在中国可能还处于一个萌芽时期，所以这个领域对其他学科的知识表现了相当强的渴求度。

1 问题的提出

跳箱运动由助跑、双脚在踏跳板上起跳、双手支撑跳箱和落地4个环节完整技术动作。经历过体操跳箱运动的人都有体会，无论是在学校体育教学训练中还是竞技体育比赛当中都存在这样一个问题，就是在助跑起跳过程中必须要经过踩跳这一阶段，在踩跳的一瞬间跳板都会由于惯性向前移动，这样就带来了很大的安全隐患。在中小学体育课教学训练当中，由于踏跳板的不牢固学生经常会出现安全事故；在竞技比赛中由于在此环节不稳定造成的技术问题，对接下来的技术动作也带来了很大影响，从而影响成绩的发挥。怎样才能解决跳板的制动问题，从高中物理力学中的力的平衡极限思想似乎可以给我们带来启示。

2 力的平衡极限思想

在我们高中物理学知识中，有关力的平衡有这样一道题，一个长方体小木块在地面上，木块与地面的磨擦系数为u，长方体重量为g，力F从上方推木块，当力F与水平面的角度为A，问A角度为多少时，F无论多大，木块将永远推不动。

按照力的平衡：

在水平方向上F×cosA=u×N

在垂直方向上N=F×sinA+mg

结合力的平衡：

F×cosA=u×（ F×sinA+mg）

F=mg×u/cosA-sinA×u

按照题目中F要无限大时，那么只有分子无限小才能满足，根据数学极限思想，当分母为零的时候，F无论多么大，木块永远推不动。经过力的平衡分析和数学极限知识的引用，得出了一个这样一个角度可使F无论多大，即当A角度为u的反余切函数。

所以：cosA-sinA×u=0

CtgA=u

A=argctgu

3 利用极限思想解决体操跳箱运动中跳板移动的问题

回到体操跳箱中的跳板来，只是把木块换成了一个木块的斜面，其原理与计算全部相同，并且非常巧的在木块中寻找的是F与水平面的角度，而在踏跳板斜面木块中寻找的是斜面的角度，经过同样的计算得出了当斜面角度为u 的反正切函数时，人无论用多么大的力，踏跳板斜面永远都不会移动。当然，它同时有前提条件，运动员或学生采用的是双脚踩跳起跳技术，且脚是垂直斜面的。这样就可以研制出这样的跳板，即角度为u 的反正切函数，只要运动员或者学生踩跳时全脚掌着斜面，这样踩的力无论多大，跳板永远都不会移动。

按照力的平衡：

在水平方向上F×sinA=u×N

在垂直方向上N=F×cosA+mg

结合力的平衡：

F×sinA=u×（ F×cosA+mg）

F=mg×u/sinA-cosA×u

所以：sinA-cosA×u=0

tgA=U

A=argtgu

4 结 语

体育离不开科学，从事体育的人一定

要重视基础理论学科的学习和研究，为体育理论研究、体育实践应用提供充足的理论依据和现实指导。从交叉学科的角度来审视我们体育科学研究问题，体育和我们的人文科学也有着很紧密的联系。体育社会学、体育经济学、体育心理学、体育统计学等都已经发展为独立的门类。例如，体育学科中有运动生物力学这门学科，本文仅从高中物理学中的一个力学知识对来跳箱运动的跳板制动问题进行探究研究，遵循了物理学知识的规律并且有较高的实践价值。当然这项研究很大层面还处于一个纯理论阶段，必须经过实践的进一步检验，该研究才能得到应用。

参考文献：

[1]姚力明，赵通.初中“跳箱”教材的教学技巧[J].中国学校体育，2007（12）：76.

[2]邢雁.跳箱练习“十点预防”[J].体育教学，2001（5）.

作者简介：章懿（1984～），讲师，硕士。研究方向：体育人文社会学。

doi:10.3969/j.issn.1674-151x.2016.04.038

中图分类号：G823

文献标识码：A

文章编号：1674-151X（2016）02-070-02