谷爱凌1620超高难度动作如何完成？武大物理教授带你“做实验”看冬奥

2022-02-10 21:21:53 来源：极目新闻

极目新闻记者李碗容王永胜

实习生陶斯微

通讯员徐雅丽

视频剪辑李碗容

想知道谷爱凌如何运用凌空高度和快速的身体转动完成1620超高难度动作赢取金牌吗？2月10日，湖北省科技馆数理世界展厅邀请武汉大学物理学院潘春旭教授为游客们讲解冰雪运动中的物理学知识，他利用场馆中的展品进行模拟实验讲解。正值冬奥会比赛热烈之际，市民朋友共同探索科学奥秘，共享科技欢愉。

活动现场

2月8日，在自由式滑雪女子大跳台决赛上，谷爱凌从高台凌空跳跃，完成超高难度的两周空翻转体1620度，一举夺得金牌。谷爱凌是如何运用凌空高度和快速的身体转动完成这一动作。在湖北省科技馆，潘春旭利用展厅内的展品“过山车”来解释其中的物理知识。展品“过山车”外形类似缩小版的过山车轨道，轨道由几个U形和O形组成，U形轨道部分则与首钢滑雪大跳台较为相似。为模拟滑雪场景，展厅管理员将小球从起点放下，只见其在轨道内快速滚动下滑，现场的小朋友们都瞪大眼睛观察小球的运动。

潘春旭指出，滚出的小球可以模拟滑雪运动员的运动过程。他介绍，谷爱凌在大跳台决赛上，正是从高处出发，这时重力势能转化为动能，获得高的运动速度，使她才能跳得更高，争取足够时间来实现完成两周空翻转体。除了势能的作用外，运动员本身的身体灵活性和团身增加转动惯量，也会很大程度决定旋转的速度，进而可以旋转更多圈数。

潘春旭做讲解

在滑冰比赛中，运动员都喜欢跟滑，形成一个“三角”队形，这涉及的是物理中阻力相关的知识。比赛中，滑冰运动员遇到的主要是空气阻力，为了让现场朋友更好地理解，潘教授运用展厅展品“流体阻力”来为大家讲述。展品上端有六个铁柱树立，六个铁柱下端分别嵌入六个形状各异的胶盘。按下启动按钮，便会有水流向胶盘。潘春旭引导现场小朋友转动胶盘，改变胶盘迎接水流的表面积。小朋友们观察到，胶盘面越尖，水流速度越快。潘春旭解释，水流的速度其实反映了阻力的大小。“胶盘迎接水流表面积越大，其受到的阻力就越大。而用尖锐面迎接水流，受力面积减小，其所受阻力则会相对减少。”潘春旭说到。因此我们常见滑冰运动员的帽子与衣服会采用紧身流线型。

潘春旭补充介绍，空气阻力对选手还是有较大的影响。他打趣说，滑冰比赛时选手们会跟着一起滑，滑在最前面的可能得不了第一名。因为比赛中滑在最前面的选手受的阻力最大，消耗体力也大；后面的选手则保存实力，反而拥有更大的获胜几率。在短道速滑混合团体接力决赛中，中国队默契配合，为中国夺下首金。

离心力展台前做交流

在比赛中，速滑运动员在弯道时习惯向内倾斜，双手扶地。潘春旭指出这其实是为了对抗离心力的作用。展厅中“离心力”展品由下面装满蓝色液体的矩形容器与上面两个倾斜的圆柱容器构成。圆柱容器中同样注满蓝色液体，并分别放入重量不一的两个小球。模型启动加速旋转后，下层的蓝色液体呈两边高中间低的U形，上层比蓝色液体的比重大的重的小球飞至圆柱容器最高点，而比蓝色液体的比重小的轻的小球则落至容器最低点。潘春旭通过这个实验揭示了质量越大离心力越大的原理。

活动现场

潘春旭耐心详细的讲解配合科技馆中有趣生动的展品，给市民朋友上了宝贵的一课。“我觉得今天我学到了很多有意思的物理知识，也知道了运动中包含很多物理知识。”王梓浩小朋友兴奋地表示，他今天受益匪浅。王梓浩的妈妈也说，自己也受到了启迪，“原来我们在日常生活里，像看冬奥比赛，就可以培养孩子的学习兴趣，开发孩子的动手和思考的能力。”

潘春旭将物理比作建筑时的地基，以此强调物理学习的重要性。他呼吁，广大青少年要积极挖掘生活中的物理，像观看冬奥会就能发现不少物理的奥妙。“我们要在生活中看到物理，在物理中联想生活。”