2022北京冬奥会中的物理考点

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1、2022北京冬奥会中的物理考点，速收藏!冰刀与熔点冰刀是冰上运动的核心装备之一，速度滑冰、花样滑冰、冰球运 动都离不开冰刀。了解滑冰的人都知道，冰刀的刀刃是比较锐利的， 甚至说是比较危急的。2022温哥华冬奥会女子3000米接力赛，中国代表队勇夺金牌， 在队员们忘情庆祝，与教练拥抱过程中，王y蒙无意间给队友破了相， 队友张会的脸被割伤，事后缝了十针。你去网上搜一下冰刀划伤就会发觉，冰刀伤人的案例在赛场上， 甚至是训练场上时常发生。那么问题来了，既然危急，为什么要把冰刀做的这么锐利呢？简洁来说，冰刀设计的很薄，首先是为了蹬冰启动、加速时的抓 地力。究竟刀刃是嵌入冰里的，蹬冰时可以供应一个垂直于冰

2、刀的反 作用力。除此之外，最常见的解释是：增大与冰面的压强从而降低冰的熔点，使得接触点的冰熔化成水膜从而减小摩擦。学问点1干摩擦与湿摩擦干摩擦是发生在固体与固体之间的摩擦，湿摩擦是发生在固体与 液体或气体之间的摩擦，相同压力下，后者的摩擦系数比前者小许多。比方，为了减小机械之间的摩擦，工业上通常会加润滑油，这就 是利用湿摩擦较小的特点。再比方，刚被湿拖把清扫过的地面特别的 滑，也是由于了类似的原理。冰的外表，比大多数的物体外表都要光滑据说表层有一层很薄 的水膜，但是对于滑冰而言还不够，假如能在冰的外表撒一层水， 其摩擦系数会进一步减小。但如今存在一个问题，假如真的在低温冰面上洒水，水也会很快

3、凝固。那怎么办呢？总不能在冰面上洒润滑油吧？这时候就需要其次个学问点帮你解答。学问点2冰的熔点与压强对于冰这种晶体来讲，熔化时体积是变小的，在压强比较大的时 候，水更倾向变为体积更小的液态，换句话说其熔点会降低。这一点， 可以从水的三相图中得到答案。冰刀之所以做得锐利，是为了通过减小受力面积从而增大与冰面 的压强，如此原来接触点部分的冰熔点降低会快速熔化，从而起到润 滑作用。划过的冰面，由于冰刀对冰面压强的消逝熔点回升，熔化后 的水又快速结冰了，这就是复冰现象。拓展学问捏雪球你想过没有，本来松软的雪，为什么捏一下就可以变成硬的雪球?雪是微小的冰晶，受到外部挤压时熔点降低，发生熔化。捏成雪 球后

4、不再给它压力，熔化的部分又重新结冰，把其余没有溶化的冻结 成型，所以捏好后的雪球可以保持样子。滚雪球时也是利用雪球本身 重力，实现雪熔化凝固的过程。花样滑冰与角动量守恒花样滑冰是一项集优雅，舞姿以及体育技巧于一体的极具欣赏性 体育项目，选手往往在美丽的音乐和高度的滑行中做个各种高难度的 动作。花样滑冰里最好玩的物理现象是：运动员原地旋转时，双手绽开 时转速不快，但将手收近身体时旋转速度会越来越快。这是为什么？这里面涉及到的物理概念有：角速度、角动量、角动量守恒。学问点1角速度角速度是圆周运动中质点在t时间内转过的角为，即为描述物体 绕圆心转动的快慢的物理量，用符号表示。学问点2角动量角动量是指

5、质点动量p对O点之动量矩通常称为角动量，简 记为L。当刚体绕定轴转动时，其角动量等于：其中的J为刚体绕轴的转动惯量，有时也用I表示。这里需要 强调的是，虽然不同样子的刚体的转动惯量计算方法不同，但从下表 能看出，转动惯量与旋转半径r有关，r变大时，转动惯量也变大。注：角动量学问点是高校才学到的。学问点3角动量守恒假如物体所受合外力矩等于零，或者不受外力矩作用，物体的角 动量保持不变，这个结论叫做角动量守恒。用以上原理，咱们来解释花滑旋转模型：在光滑的冰面上旋转起来时，若忽视摩擦力、空气阻力，那么初 始的角动量视为固定值，初始手臂伸展转动惯量I。在身体收紧时， 就是将旋转半径r变小的过程，即转动

6、惯量变小，依据角动量守恒， 角速度自然就变大，所以就转的越来越快啦！这个奇妙的原理，不懂滑冰的人也可以体验一下：一个人坐在能绕轴转动的凳子转台上，手握哑铃或其他重物， 开头时平举双臂，使人和凳子一起以某固定角速度转动起来。然后人 快速收缩双臂，这时你会发觉人转的更快了！值得一提的是，在2022年12月9日的中国空间站天宫课堂 上，航天员叶光富也做了一个角动量试验；张开双臂，转得慢；缩回双臂，转得快。在失重环境中转动没有摩擦力影响，这个试验更加简单胜利，这 可能是世界上最标准的角动量守恒试验了，好艳羡哦冰壶竞赛为什么要擦地？冰壶可称其之为集技巧与才智于一体的体育运动，被大家誉为冰 上的国际象棋。

7、中国冰壶队于2022年成立，短短十几年的进展中成果斐然。老法规，聊一下冰壶运动中的物理学问。学问点1冰壶赛道外表不光滑与速度滑冰、花样滑冰不同，冰壶赛道冰面特别奇怪，并不是平 整光滑的外表，甚至还有一层薄薄的冰粒，犹如细小的鹅卵石，或 小疙瘩。制冰师每次在制冰时，会在光滑如镜的冰面上喷洒水珠，每一颗水珠通常在2到3毫米大小，这些水珠遇冷快速凝固成冰粒，此过程 被称之为打点。而这样做的缘由让人费解为了减小摩擦。WHAT？学过学校物理的人都知道，物体外表越粗糙，动摩擦系数越大。 那为什么冰壶赛道冰面要做这么多的小疙瘩呢？这不是更粗糙 了吗？这里涉及到的学问点，曾经讲过，即熔点与压强。由于冰壶很沉，

8、大约20千克一个，壶底是平面，中心凹进去一 点，放到铺满小冰粒的冰面上，接触点的压强很大，导致冰的熔点降 低而熔化，熔化后的水膜可以减小摩擦。所以冰壶并不是在冰面上滑行，而是在这些冰粒上滑行。假如做成光滑的平面，可能会消失这样的结果：冰壶底面中间内 凹，四周接触部分的冰熔化后，整个冰壶会犹如吸盘一样吸在冰面 上。学问点2为什么要擦冰？信任许多人在电视上看过冰壶竞赛，一位队员表情严厉的推出 冰壶，冰壶前方还有两位紧急的大喊并且疯狂擦地板，然后观察冰 壶撞开对手冰壶，稳稳旋进圆心，队员欢呼问题来了，运动员为什么要擦地板呢？这个过程实际叫做刷 冰，是冰壶竞赛重要技术之一。许多人以为，刷冰是为了清扫冰

9、面，顺便给冰壶注入灵魂，事 实上并不是。刷冰的主要目的在于，通过冰刷的摩擦，使冰面温度上 升，造成冰面熔化，在冰外表形成一层水膜，减小摩擦力。赛场上，刷冰面的意义就在于让冰壶旋转更少并滑得更远。而刷 冰面的强弱程度则取决于你想让冰壶留在什么位置。这里面的技巧可 比你想象得多许多，这也是该运动会被称作冰上象棋的缘由。学问点3冰壶撞击与动量守恒对于一般观众而言，在冰壶竞赛上最期盼看到的就是冰壶们的 精彩撞击。而冰壶撞击模型，是高中物理动量守恒和碰撞中的 重要命题素材。动量守恒定律是现代物理学中的三大基本守恒定律之一，基本描 述为：一个系统不受外力或所受外力之和为零，这个系统的总动量保 持不变。m1

10、v1+m2v2=m1v1+m2v2考虑到冰壶质量很大，滑行过程中所受阻力很小，因此可以近似 理解为符合动量守恒定律。在短道速滑竞赛途中，个人最喜爱的场面就是运动员们的弯道 超车，要知道短道速滑中弯道大约占总距离的50%，能否把握弯道技 巧对于速滑运动员特别重要。运动员们过弯道时，身体总是大幅度向内倾斜，一边的身体几乎 贴着地面。问题来了：这种压弯的目目的是什么？物理原理又是什么呢？假如用一句话简洁解释压弯原理，就是重力与离心力的力矩平 衡，说的再简洁点就是不压弯，会被甩出去。学问点1力平衡运动员滑冰转弯看作圆周运动，此时冰刀卡在冰面上时受到的摩 擦力供应向心力。为了便利讨论，引入了另一个虚拟的

11、力，即离心 力，其大小与向心力相等，方向相反。如下列图，商量力平衡问题因此在水平方向上，摩擦力f等于离心力v2m/r。学问点2力矩平衡除了力的平衡分析，接下来还要对力矩平衡进行分析。假如滑冰转弯时人的身体是直立的，上半身会由于惯性会做离心 运动而被甩出去。你确定有过这样的阅历：车转弯时，车内的乘客 简单向外倾倒，这时候一般人的上半身会不自觉的向内倾斜做出反 抗。不仅仅是滑冰运动员，摩托车过弯时也有明显压弯现象。如图，为了保持平衡，以冰刀和地面接触点为圆心，重力的力矩 应当等于离心力的力矩。一通推导完毕，你会得到上面的式子可以看出，假如转弯时的速度很大，为了不被甩出去有两种方法：增大转弯半径r：这也是机动车在高速行驶时不能急转弯的缘 由；增大倾斜角度：由于短道速滑的竞赛场地弯道固定，所以运动 员告知转弯时，必定要身体会大幅向内倾斜。需要补充一点：关于压弯现象，许多人会把它的原理等效为高 中物理教科书上的火车转弯模型。这是不严谨的，由于火车转弯主 要靠内外侧铁轨的高度差实现，这时是靠铁轨倾斜的支持力和重力 的合力来供应向心力。而滑冰运动员、摩托车手压弯时，支持力始终是竖直向上的高考物理学问点汇总高中物理电场学问点考点汇编最新高考资讯、高考政策、考前预备、志愿填报、录用分数线等高考时间线的全部重要节点尽在高考网微信公众号第13页