今年高考期间，小编看到这样一道物理题↓

多年之后，再次看到熟悉的物理题，

是不是有久违了！我的青春！

和一种我好像得了智障的感觉？

那一年你通晓天文地理，洞悉人史政情，连微积分都会。

后来你以为终于脱离苦海，然而你错了，高考他还会卷土重来的！

因为愚公说，子子孙孙无穷匮也。

说到这里，我已经看到了你的担忧：

“爸比！我算不出来了！”

“爸比也......”

只有自己强大起来，才能带孩子们渡过难关：

高考虐我千百遍，我要待他如初恋，

他可以扬长而去，我不能自暴自弃！

今天冠军小课堂正式开课了，第一课我们就从拾起物理开始吧！

Lesson

1

冰刀中的物理学

为了引入这堂课，先请各位同学们思考几个问题：

1

在摩擦力非常低的冰面上，为什么我们可以向前滑行呢?

2

花样滑冰中原地旋转时为什么将手收近身体旋转速度会越来越快？

3

为什么速度滑冰转弯中很容易摔倒但是冰球急刹转身却很稳定呢？

回答不出来没关系，其实所有的问题的答案，都跟我们所穿的冰刀有着密不可分的关系，别急，我们先了解下三种不同的运动所配备的不同冰刀：

冰刀小课堂

花刀、球刀、速滑刀

看到三种刀刃的名称，应该就不难想象，花刀-花样滑冰、球刀-冰球、速滑刀-速度滑冰，也是我们在冬季奥运会中会看到的三种冰刀。

花样滑冰动作幅度较大，有旋转、有跳跃，保护脚踝和稳定就成为了重中之重。花刀为了提高稳定性，刀刃较宽，中间有沟槽，前有刀齿，刀体有弧度，但是不明显，这样设计不仅能稳定落冰，还能灵活的完成各种步法。

冰球运动对冰鞋的要求要更高，不仅要快，还要灵活和安全性，所以球刀的刀比较短，弧度比花刀要明显，但没有花刀的刀齿和后刀，鞋帮也十分硬实，便于发力。

速度滑冰的速滑刀整体像一条直线，没有弧度、前后突出，刀刃薄且平，这样蹬冰面积大阻力小，鞋腰较矮，增加脚踝关节灵活度，便于降低身体重心，减少空气阻力。

让我们从花刀开始

讲到第一个知识点：

角动量守恒定律

物理sir——青春的回忆！

老师有没有跟你们说过，

三大守恒定律：

能量守恒定律

动量守恒定律

角动量守恒定律

即L（角动量）=I惯量×w（转速）

比如八大行星离太阳越远,行星线速度越慢。其实就是力臂越长,行星受力越小。

在光滑的冰面上，

当我们旋转起来时，

若暂且忽略摩擦力和阻力，

那么初始的角动量视作固定，

初始手臂伸展转动惯量大，

在我们将身体收紧时，

就是将力臂变小的过程，

转动惯量变小，

那么角速度自然就提高了，

所以就转的越来越快啦！

点击可查看动图▼

这个知识点比较难，各位同学有什么疑问吗？

冠军物理老师

花滑萌新

冰刀前不是有刀齿吗，原地旋转不会被刀齿卡到吗？是用哪里旋转的呢？

这个问题问的非常好，其实花样滑冰的原地旋转并不是在一个点旋转。

实际上是一个向后滑行画小圈的动作，使用的是前脚掌的部分转↓

同时刀齿下缘也会碰到冰，这样可以保持平衡。

冠军物理老师

让我们拿出高速摄像机看一下▼

花滑萌新

那什么时候要用到刀齿呢？

讲过了旋转，我们讲一下跳跃。常见的跳跃有华尔兹跳、后内点冰跳、后内结环跳等。

如果在冰场上观察会跳跃的童鞋，会发现他们跳过之后冰面上会留下两个洞。

冠军物理老师

花滑萌新

是用刀齿留下的洞吗？

没错，是用刀齿起跳，也要用刀齿落冰，再把中心转移到刀身。

一定要用刀齿落冰才会稳哦！

冠军物理老师

再次有请高速摄像机▼

接下来要有请球刀了

今天的第二个知识点：

刀刃弧度与摩擦力

很多人是不是都以为冰刀跟菜刀一样，

刀刃是尖尖的？

其实并不是这样，

冰刀是有两个刀刃的！

这是一个磨冰刀的转轮，

仔细看一下，刀刃是有凹陷的▼

那如何挑选凹槽的深度呢？

较浅的凹槽摩擦力低，利于高速滑行

较深的凹槽，刀刃可以插入冰面

不利于高速滑行，但是抓冰力强

冰球运动员非常需要抓冰力，

他们需要急刹后立即转弯

这就要用冰刀的两个刃发挥作用了，

把刀刃调整到刚刚好的角度，

把冰面最上层削掉，

把削冰的能量转化成刹车用的阻力，

高速摄像机可以看的更清楚▼

（每次看到冰屑溅起的那一瞬间都感觉太酷了！）

说到这里，

我必须得说冰球运动员八成都是物理天才，

想象一下他脑中要做多少运算，

才能把这个动作做成反射动作，

他要随时注意减速的情况，

大脑送出讯号，

调整冰刀的角度，

精准削掉冰面最上层的冰，

除此之外，

球员和目的地之间还有一大面冰，

所以要考虑冰面剩下的冲量，

才能刚好停在定点上。

同学们有什么问题吗？

冠军物理老师

冰球萌新

老师，前面那双鞋好炫酷哇，哪里能买到同款？?

......

冠军物理老师

最后要讲到速滑刀了

关于速滑刀有什么小知识呢？

我们知道了冰球刀需要增加摩擦力，

而速滑刀完全不需要，

所以速滑刀的平面没有刀刃而是直角

（难怪速度滑冰选手老是跌倒......）

如果你们留意会发现，

速度滑冰运动员的预备动作，

两腿向外张开

这是因为冰刀的摩擦力不对称，

容易向前滑，

但不容易左右滑

所以运动员要用刀身侧面施力，

才能向前进，

如图，α角越大，

能向后施的力就越大，

因此运动员才会调整后脚，

让后脚侧与前进方向呈直角。

速滑刀底是平的，

所以每次滑动时，

刀底必须跟冰面平行，

问题是每次运动员抬起脚，

冰刀就会被跟着抬起来

后来发明了开合式冰刀，

用来拉长冰刀接触冰面的时间，

变得更好施力

好了，我们今天讲了那么多，

还没有解释冰为什么会滑，

其实很简单，

这是因为冰刀摩擦冰面时让冰融化，

会产生一层薄薄的水，

厚度只有几纳米，

所以冰才会那么滑哦

今天的物理课就讲到这里，现在再让我们回头看看那几个问题：

1

在摩擦力非常低的冰面上，为什么我们可以向前滑行呢?

2

花样滑冰中原地旋转时为什么将手收近身体旋转速度会越来越快？

3

为什么速度滑冰转弯中很容易摔倒但是冰球急刹转身却很稳定呢？

现在同学们可以回答出这几个问题了吗？

是不是变得很简单了呢？

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