暑期，很多同学都喜欢去游泳吧，那你知道怎样才能游得又快又省力吗？铅球这项运动是体育课必练项目，那怎样才是准确的投掷动作呢？我们人体的一切运动必须遵循基本的力学规律，每项运动都包含了许多物理知识。

　　本期科学汇，我们邀请了丽水中学的物理竞赛老师高嵩，请他为同学们上一堂不一样的体育课。

　　主持人 陈素萍

　　了解这些知识，你能游得更快

　　东京奥运会游泳比赛设34个小项，是奥运会所有项目中仅次于田径的“金牌大户”。

　　游泳，是大家熟悉的一项体育运动，更是一项生存技能。我国早在春秋时期就有泅水活动的记录。

　　国际标准游泳池长50米，宽至少21米，深1.80米以上。比赛时，运动员必须站在出发台上出发（仰泳除外），出发台高出水面50-75厘米。哨声响起，游泳运动员纵身跃入水池，此时运动员们在水下会游很久，这是为何？主要原因是运动员破水而出，需要克服水的表面张力，并且会有更大的阻力，使速度变小，所以运动员会尽量在水下多游一会，以便保持尽可能大的初速，同时保存体力。

　　当运动员浮出水面，以自由泳的姿势往前游时，我们看到手臂不断激起水花，这里又有哪些物理知识呢？原来，手对水的作用力和水对手的作用力是一对相互作用力，运动员需要将水往后推，才能获得水对手向前的力。自由泳手臂入水时，手掌要大拇指先入水，以减少迎面的阻力，入水后手掌向外再向内做抱水，（屈臂高肘状）划水，当手掌过肩垂直面时再推水，以获得最佳的对水面，通过手掌的作用力与水的反作用力，使身体向前位移。

　　潜入水下游泳时，运动员们又会受到哪些阻力呢？这时候主要是来自于水的阻力，重力与浮力基本平衡。浮力使运动员保持部分身体在空气中，毕竟空气阻力比水的阻力小很多，但运动员自身有重力，总会有部分身体浸在水里，如何分配自己的力量，使一部分用于前进，一部分用于让部分身体浮出水面减少阻力，这就需要经过长期训练才能找到适合自己的方法。

　　此外，同学们是否留意过，游泳运动员会穿一种叫“鲨鱼皮”的泳衣，又是为何？在悉尼奥运会上，号称“鱼雷”的泳坛名将索普身穿仿生技术的“鲨鱼皮”游泳衣，在比赛中连连夺冠，其秘诀是泳装表面微型棘齿产生的细小涡流能有效减少前进中的“压差阻力”。

　　所以运动员的“行头装束”是很有讲究的。除了泳衣，篮球明星乔丹脚下的“气垫鞋”，短跑名将约翰逊的“金缕鞋”，刘翔的“红色魔鞋”，都被大家津津乐道。运动服已经成为服装行业中的“独立王国”，高科技新型材料和人体工程学、运动力学结合，共同打造了体育健儿的披挂、战靴和战衣。

　　学会这些技巧，铅球推得更远

　　接下来，我们讲一讲铅球。至今，英语“铅球”（shot）一词，仍与“炮弹”一词相同。这可以追溯到铅球运动的起源。

　　远古时期，人类想生存延续下去，不仅要跑得快、跳得高，还要学会把石头、鱼叉等投得又远又准，以便击中猎物而获得食物，这是铅球运动的前身。

　　现代铅球的起源大概始于公元1340年，欧洲炮兵在训练中使用废弃的铅制炮弹进行比赛，后逐渐形成铅球运动。

　　目前，国内外流行两种推铅球技术：背向滑步推铅球技术和旋转式推铅球技术。评定和衡量这两种技术的好坏，主要有三方面因素：出手初速度，出手角度和出手高度。

　　首先是出手初速度，指通过人体一系列的运动作用于铅球，使铅球在离手一瞬间获得一定的飞行速度。在一定角度范围内，出手初速度越大，铅球飞行就越远，因此力气大的运动员有先天优势。当然，实际情况还和运动员具体的发力姿势有关。

　　其次是出手高度，指铅球最高出手点到地面的垂直距离。通常出手点较高，出手角相对减小些，可以加大水平分力，使铅球远度增加，因此，在最后用力过程中髋、膝、踝和脚趾关节应充分蹬伸，躯干、手臂充分伸展，以便获得理想的高度。

　　最后是出手角度。假设抛射点和落地点在同一水平面上（不计空气阻力），45°抛出的铅球落点最远。但实际上，起抛点大约在运动员的肩膀高度，那么就不是45°，所以这是与运动员肩高、臂长和初始抛出速度有关。比如起抛高度1.8米，初始速度假设10米每秒，那么最佳角度大约是40.5°，最远可以抛到11.7米。