馬上要進入三月了，相信同學們經過兩周的調整已經完全開啟了新學期的“巡航模式”。
天才少女谷愛凌、實力靠譜武大靖、一鳴驚人蘇翊鳴，一場精彩盛大的北京冬奧會引發了全民冰雪運動熱。扣人心弦的比賽背后蘊藏著值得同學們深入探索的物理知識！
丹秋名師堂 春季素質課
宇宙磁場課，正式起航
丹秋名師堂全新的春季素質課將會在趣味實驗、生活見聞中讓孩子建立對科學的宏觀認知，培養孩子對物理、生活、空間探索的興趣。
讓孩子切實感受到它們的真正魅力，為將來的學習打下基礎，學習起來才會游刃有余。丹秋春季素質課【空間探索課】這就來為大家講講冰雪運動背后的奧秘！
01. 花樣滑冰選手為什么能在冰上飛舞？
今年大熱選手羽生結弦在賽場上完成了史詩級高難度動作4A。雖然轉體動作在原理上似乎并不復雜，但跳躍動作則具有一定的挑戰性。運動員在起跳時需要注意用力方向，腳蹬冰面時施加一個斜向下的力，使其離開冰面做斜拋運動。這個力同時提供了斜拋運動的初速度，以及形成運動員轉體角動量的力矩。
羽生結弦會“飛”這件事兒，藏不住了
運動員如果進入騰空階段，所受外力力矩為零（重力作用質心），無法改變角動量。這時他們往往通過改變姿勢來減小轉動慣量，增大轉動角速度，例如將雙臂展平，將手聚到頭頂等。
知識小筆記
這里面涉及到的物理概念有：角速度、角動量、角動量守恒。
如果物體所受合外力矩等于零，或者不受外力矩作用，物體的角動量保持不變，這個結論叫做角動量守恒。
在光滑的冰面上旋轉時，若忽略摩擦力、空氣阻力，那么初始的角動量視為固定值，初始手臂伸展轉動慣量I。在身體收緊時，就是將旋轉半徑r變小的過程，即轉動慣量變小，根據角動量守恒，角速度自然就變大，所以就轉得越來越快。
此外，A跳是一個向前跳躍的動作，在轉體之前，運動員的重心不可避免地處于冰刀的外側，如果稍不注意，冰刀極有可能發生橫向打滑，危險性很大。
02冰壺比賽為什么要瘋狂擦地？
冰壺是一項集技巧與智慧于一體的體育運動，被大家譽為冰上的“國際象棋”。歷屆比賽中我國的冰壺項目成績斐然。
選手投出絲滑的線路，一定是和賽道的光滑程度是正相關的。其實這樣的想法是有常識誤差的。
冰壺賽道并不是平整光滑的表面，制冰師每次在制冰時，會在光滑如鏡的冰面上噴灑水珠，這些水珠遇冷迅速凝固成冰粒，如同細小的“鵝卵石”或“小疙瘩”，而這樣做的原因竟是為了減小摩擦。
知識小筆記
因為冰壺大約20千克一個，壺底是平面，中心凹進去一點，放到鋪滿小冰粒的冰面上，接觸點的壓強很大，導致冰的熔點降低而熔化，熔化后的水膜可以減小摩擦。所以冰壺并不是在冰面上滑行，而是在這些“冰粒”上滑行。
所有觀看冰壺比賽的觀眾，印象最深的莫過于運動員手持“掃把”快速在冰壺前移動的場景。
搓搓搓，縱享絲滑~
看似“無用功”，其實正是通過快速的清掃，才能在冰壺短暫的滑行過程中改變其運行軌跡和速度，達到“布場”和“入局”的目的，冰刷起到了“導航”的作用。
那到底為什么要“擦冰”呢？這個過程實際叫做“刷冰”，是冰壺比賽重要技術之一。
知識小筆記
刷冰的主要目的在于，通過冰刷的摩擦，使冰面溫度升高，造成冰面熔化，在冰表面形成一層水膜，減小摩擦力讓冰壺旋轉更少并滑得更遠，而刷冰面的強弱程度則決定選手計劃讓冰壺留在什么位置。
03短道速滑運動員過彎怎么保持傾斜不倒？
今年中國短道速滑隊以2金1銀1銅的優異成績，再次印證了“你永遠可以相信中國短道速滑隊”這句話。在短道速滑比賽中，運動員們的“彎道”超越往往是最緊張激烈的場面。
Q & A
那阿丹學委提問了：短道速滑運動員過彎時為什么身體要傾斜呢？
A 減輕膝蓋壓力 B 增加向心力
b是正確答案
知識小筆記
如果用一句話簡單解釋“壓彎”原理，就是重力與離心力的力矩平。如果轉彎時的速度很大，為了不被甩出去有兩種方法：
1.增大轉彎半徑r：這也是機動車在高速行駛時不能急轉彎的原因；
2.增大傾斜角度θ：因為短道速滑的比賽場地彎道固定，所以運動員告訴轉彎時，必然要身體會大幅向內傾斜。
短道速滑選手的彎道向心力有一個復雜的計算公式，通過物理力學計算出運動員在彎道獲取最大向心力的身體傾斜角度，運動員在彎道的向心力來自身體向彎道圓心方向傾斜時的重力（G）及支撐反作用力（F）的合力，其大小等于支撐作用力的水平分力（Fa)。
所以在轉彎時運動員都會有統一的“模冰”動作，其實這是為了增加“蹬冰力”也就是前進的推動力，但保持其快速前進又不摔倒，還需要恰到好處的向心力。蹬冰角的角度越小，獲得的前進力量越大，推進身體運動速度也就越快。
春季素質課之【宇宙磁場課】開課啦~
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