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物理知識(shí)在體育教學(xué)及業(yè)余運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用
摘 要：體育與各學(xué)科之間存在著緊密的聯(lián)系。通過查閱文獻(xiàn)、整理分析，論證并闡述了物理知識(shí)在體育教學(xué)和業(yè)余運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的積極作用，旨在為體育教學(xué)及業(yè)余運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練提供幫助。
關(guān)鍵字：物理 體育教學(xué) 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練 應(yīng)用
體育是學(xué)校教育的重要組成部分，隨著社會(huì)與科學(xué)的不斷發(fā)展，體育作為一門綜合性學(xué)科與其他社會(huì)學(xué)科的聯(lián)系日益緊密。2003年人教版《物理》教材指出：物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的學(xué)科。在中學(xué)體育教學(xué)及業(yè)余運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中引用物理知識(shí)進(jìn)行參與教學(xué)和訓(xùn)練會(huì)起到積極的輔助作用。
一、培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，發(fā)展學(xué)生的素質(zhì)，促進(jìn)體育與健康課目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)
中學(xué)生處在成長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高中學(xué)生明辨是非的能力，對(duì)于中學(xué)生的成長(zhǎng)及價(jià)值觀、人生觀的形成具有非常重要的意義。將物理知識(shí)貫穿到體育教學(xué)和業(yè)余訓(xùn)練中，通過對(duì)一些表面現(xiàn)象的分析，可以幫助學(xué)生分析問題、認(rèn)清問題，并逐步提高學(xué)生解決問題的能力。
例如：兩個(gè)學(xué)生比賽后拋鉛球，一個(gè)力氣大，另一個(gè)力氣小，但力氣大的卻輸給了力氣小的。這時(shí)，我們就需要從物理學(xué)的角度來進(jìn)行分析，讓學(xué)生明白力氣大只是鉛球拋得遠(yuǎn)的一個(gè)重要因素，而不是絕對(duì)因素，因?yàn)檫�要受到后拋鉛球技術(shù)、自身身高等因素的影響。要幫助學(xué)生正確分析問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生全面分析問題的能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)辯證地看待問題，排除思想壓力，從而對(duì)學(xué)生的健康成長(zhǎng)及人生觀、價(jià)值觀的形成起到積極的推動(dòng)作用，促進(jìn)體康課教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
二、提高學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的鍛煉興趣
簡(jiǎn)單講述和教授體育運(yùn)動(dòng)技術(shù)，教師講得比較枯燥，學(xué)生學(xué)得也比較枯燥，學(xué)習(xí)積極性不高。中學(xué)生處在增長(zhǎng)知識(shí)、開闊眼界的年齡階段，善于探索、勇于探索是他們的長(zhǎng)處。體育教師在教學(xué)與訓(xùn)練中應(yīng)當(dāng)挖掘并發(fā)揮他們的優(yōu)點(diǎn)，積極提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，將物理知識(shí)貫穿于體育運(yùn)動(dòng)技術(shù)學(xué)習(xí)和練習(xí)的全過程，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)技術(shù)原理、練習(xí)技術(shù)的同時(shí)，很好地應(yīng)用物理知識(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行分析，從而收到理論指導(dǎo)實(shí)踐、實(shí)踐驗(yàn)證理論的效果。
例如：在教授原地推鉛球“出手角度”這一重要內(nèi)容時(shí)，教師可以結(jié)合“斜上拋”的力學(xué)原理對(duì)其進(jìn)行分析講解，幫助學(xué)生更直觀、更理性地學(xué)習(xí)和掌握。如圖：
鉛球的運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線，通過運(yùn)用物理知識(shí)進(jìn)行分析，學(xué)生能夠明白鉛球的水平位移計(jì)算公式為：S = v2sinθcosθ/g
S取決于出手速度v和出手角度θ，當(dāng)v一定時(shí)，θ就決定了S的大小。根據(jù)三角函數(shù)和極值原理，當(dāng)sinθ=cosθ時(shí)，S有最大值,此時(shí)，θ取45°角。所以在理論上講，當(dāng)出手角度是45度，鉛球推得最遠(yuǎn)。但是由于外界因素的影響，在實(shí)際中39°是最適宜的角度。
三、結(jié)合解剖、生理、化學(xué)等學(xué)科對(duì)學(xué)生進(jìn)行健康教育
在剛開始進(jìn)行鍛煉時(shí)，絕大多數(shù)人會(huì)感到全身或局部酸痛，這時(shí)體育教師首先要給學(xué)生講明白這是一種正常現(xiàn)象，沒有必要緊張更不要輕言放棄，要鼓勵(lì)學(xué)生堅(jiān)持鍛煉、持之以恒，培養(yǎng)學(xué)生敢于面對(duì)困難、敢于挑戰(zhàn)、堅(jiān)韌不拔的意志品質(zhì)。其次，教師要給學(xué)生講解出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因。這時(shí)，教師就可以借助物理、生理、解剖、化學(xué)等學(xué)科的知識(shí)來給學(xué)生講解分析，使學(xué)生從原理上弄明白到底是怎么一回事。
例如：教師要講解進(jìn)行正握啞鈴屈臂練習(xí)時(shí)大臂肌肉產(chǎn)生酸痛的原因，可以嘗試按下面的步驟進(jìn)行講解。
1、給學(xué)生一個(gè)生理解剖模型，使學(xué)生先弄明白正握啞鈴屈臂的運(yùn)動(dòng)原理。
2、請(qǐng)學(xué)生思考并用物理知識(shí)解釋正握啞鈴屈臂的工作原理：
正握啞鈴屈臂練習(xí)時(shí)，小臂以肘關(guān)節(jié)為軸組成杠桿，L1為阻力臂，L2為動(dòng)力臂，練習(xí)時(shí)遵循杠桿原理，肱二頭肌肌肉收縮，給小臂動(dòng)力，克服啞鈴的重量產(chǎn)生的阻力做功。根據(jù)功能轉(zhuǎn)化原理，大臂肌肉收縮做功必定消耗能量，能量從哪里來的呢?
3、運(yùn)用生化原理講解能量的來源：肌肉運(yùn)動(dòng)所需要的能量來源于兩個(gè)部分：有氧代謝產(chǎn)生的能量與無(wú)氧代謝產(chǎn)生的能量。無(wú)氧代謝供能消耗的主要是人體內(nèi)儲(chǔ)存的三磷酸腺苷(ATP)，人體內(nèi)儲(chǔ)存的ATP數(shù)量是有限的，在短時(shí)間內(nèi)很難發(fā)生變化，當(dāng)肌肉運(yùn)動(dòng)將人體內(nèi)儲(chǔ)存的ATP消耗完后，便完全靠有氧代謝供能。有氧代謝功能消耗的主要是人體內(nèi)的脂肪，化學(xué)反應(yīng)式為：
脂肪+氧氣→能量+乳酸
4、脂肪分解產(chǎn)生的乳酸在肌肉纖維間堆積，人體便會(huì)感到肌肉酸痛。如果繼續(xù)堅(jiān)持鍛煉，乳酸會(huì)繼續(xù)分解氧化：
乳酸+氧氣→水+二氧化碳+熱量
當(dāng)肌肉纖維間的乳酸濃度降到一定值時(shí)，人體就會(huì)不再感覺到酸痛了。
四、運(yùn)用物理知識(shí)分析講解，促進(jìn)學(xué)生明確并逐步建立正確的動(dòng)作定型
通過運(yùn)用物理知識(shí)分析講解技術(shù)動(dòng)作，促進(jìn)學(xué)生對(duì)于技術(shù)動(dòng)作的理性認(rèn)識(shí)，并反作用于感性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)其神經(jīng)支配肌體的能力，有效提高學(xué)習(xí)的效率和練習(xí)的效果，使學(xué)生明確技術(shù)方法，通過積極的練習(xí)，逐步建立并鞏固正確的動(dòng)作定型。
例如：在講解“后蹬跑”由“充分蹬直”到“充分蹬伸”的發(fā)展變化時(shí)，教師就可以運(yùn)用物理知識(shí)進(jìn)行講解。
1、使學(xué)生明確“充分蹬伸”與“充分蹬直”的區(qū)別與聯(lián)系。所謂聯(lián)系就是指二者都要求“蹬”。所謂區(qū)別是“伸”與“直”的區(qū)別，“蹬伸”就是不一定要求一定要蹬直，而是要求在自己的能力范圍和技術(shù)允許范圍內(nèi)盡力去蹬，伸的程度因人而宜，允許“屈蹬”。蹬直則要求一定要蹬直，大小腿夾角要接近180°，忽視了人的區(qū)別以及場(chǎng)地、技術(shù)的影響。
2、拋開人的因素影響，運(yùn)用力學(xué)原理分析后蹬跑。
(1)充分蹬直的力學(xué)原理分析。人體在往前跑的過程中，主要依靠后蹬時(shí)地面給人體的反作用力及人體自身擺臂與擺動(dòng)腿向前擺動(dòng)所產(chǎn)生的作用力來實(shí)現(xiàn)位移速度。
后蹬時(shí)地面給人體的反作用力F在水平方向上的分力對(duì)人體的前移產(chǎn)生作用:F1= Fsinα;F在豎直方向上的分力使人體在跑的過程中產(chǎn)生一定的騰空：F2= Fcosα。
(2)充分蹬伸時(shí)的力學(xué)原理分析。后蹬使地面給人體的反作用力f在水平方向上的分力對(duì)人體的前移產(chǎn)生作用:f1= fsinβ;f在豎直方向上的分力使人體在跑的過程中產(chǎn)生一定的騰空：f2= fcosβ。跑動(dòng)過程中，當(dāng)人蹬地的力量F=f時(shí)，如果β小于α，則屈蹬時(shí)在水平方向上的分力f1= fsinβ大于直蹬時(shí)在水平方向上的分力F1= Fsinα，也就是說屈蹬時(shí)在水平方向上給人體的作用更大。在豎直方向上，f2= fcosβ小于F2= Fcosα，但是由于塑膠跑道給人體向上的彈力較大，所以可以彌補(bǔ)屈蹬時(shí)重心較低的缺陷。
五、總結(jié)
綜上所述，在體康課的教學(xué)和運(yùn)動(dòng)員的業(yè)余訓(xùn)練中很好地運(yùn)用物理知識(shí)在培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，發(fā)展學(xué)生的素質(zhì)，促進(jìn)體育與健康課目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，提高學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的鍛煉興趣，結(jié)合解剖、生理、化學(xué)等學(xué)科對(duì)學(xué)生進(jìn)行健康教育，分析講解運(yùn)動(dòng)技術(shù)，促進(jìn)學(xué)生明確并逐步建立正確的動(dòng)作定型等諸方面起到了積極的輔助作用。
參考文獻(xiàn)
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