能力點4跨學科教學設計（物理與體育）

長沙市長郡濱江中學胡海軍背越式跳高中的物理知識

體育與物理學聯(lián)系緊密，物理學原理在奧運場上凸顯神威。體育項目中蘊含了大量的物理知識，比如說跳水、體操中的“轉(zhuǎn)”和“翻”、在乒乓球運動中的旋轉(zhuǎn)球、球的轉(zhuǎn)動、跳遠運動員在空中的胯部動作、跳高運動員的起跳動作等等，對其研究有助于運動員提高成績?，F(xiàn)代體育也是科技競爭的體育，物理學在其中發(fā)揮了非常重要的作用。在我們平時的體育鍛煉中的許多現(xiàn)象都可以用物理學知識來解釋，而我們研究它對于我們的物理學習也有非常大的好處，當然，這對我們的動手動腦能力，自主探究能力等等也都是巨大的挑戰(zhàn)。

我國著名跳高運動員朱建華，曾經(jīng)以238米打破當時世界紀錄。的霍爾姆是跳高場上名副其實的“矮子”，但它有著過人的技術動作與爆發(fā)力以及良好的悟性，曾越過240米的高度。跳高中的物理原理跳高的基本任務是運用自身能力，通過助跑、起跳、過桿和落地等動作形式，使人體騰越盡可能高的橫桿。跳高的技術特征是：由跑轉(zhuǎn)變?yōu)樘挥芍无D(zhuǎn)變?yōu)轵v空；由水平位移轉(zhuǎn)變?yōu)閽伾溥\動。由于跳高運動是由平動和轉(zhuǎn)動兩種運動形式完成的一項復雜的空間運動，并具有周期性運動和非周期性運動的雙重特征，所以說跳高技術是田徑運動技術中最困難的技術之一。

男子世界跳高紀錄為245米，而1896年第一屆奧運會跳高成績僅為181米。其原因并非人類彈跳能力的增強，而是充分掌握力學原理，不斷改進跳高技術。最初的跳高都是“自由式”，運動員沿垂直方向跑近橫竿，用隨意的動作騰空跨越。1839年加拿大運動員沃夫蘭跳過了169米，這是公認的最早世界紀錄。1912年美國大學生霍拉茵首創(chuàng)滾式跳高紀錄突破2米大關美國大學生福斯貝里在1968年墨西哥奧運會上，用怪異的“背朝橫桿面朝天”的“背越式”，跳過224米高度摘取金牌，引起轟動?？v觀跳高運動的發(fā)展史，可以看出跳高技術不斷革新和演變的歷程，由跨越式到剪式、滾式以及俯臥式，每次變革都使跳高技術更合理、更科學、更能發(fā)揮人體的潛在能力。盡管俯臥式技術是比較先進的技術，但自進入80年代以來，背越式戰(zhàn)勝俯臥式已成無情的事實。那么背越式技術的優(yōu)越性在哪兒？為什么說背越式技術是最先進的跳高技術呢？對此，經(jīng)過查閱資料和計算，我們得到了一些有意思的結(jié)果。背越式跳高一、跳高中的重心一、跳高中的重心二、跳高中的弧線助跑跳高是屬于垂直跳躍項目，盡管騰起后受水平速度的影響，但重心軌跡仍按拋物線運動。據(jù)運動的獨立性,從豎直上拋運動公式我們推導出了決定跳高最大高度的公式H=Vy2/2g=V02sin2α/2g可以看出，決定重心騰起高度的唯一因素是起跳瞬間的垂直速度。背越式跳高另外一大優(yōu)勢是“J型”的弧線助跑。隨著最后三、四步的曲率半徑越來越小，人體起跳時便在慣性作用下沿切線飛出，獲得轉(zhuǎn)向橫桿的角動量并自然成為水平姿勢?；【€助跑在起跳時有一個身體由內(nèi)傾轉(zhuǎn)向豎直的運動，其所產(chǎn)生的法向加速度a1可以加大支撐點