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乒乓球是我国的“国球” , 从1988年汉城奥运会乒乓球成为奥运正式项目开始 , 32枚乒乓球金牌中国拿了28枚 。 小小的乒乓球背后有哪些深奥的物理学知识呢?
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一、空气对旋转球体的影响
普通人和乒乓球运动员打球 , 基本上一个球都接不住 , 因为乒乓球运动员往往会让球旋转着飞来 , 按照旋转方向又可以分为“上旋”“下旋”“侧旋”等多种情况 , 不同的旋转 , 球的飞行轨迹和反弹情况完全不同 。
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具体来说 , 旋转的球在空中运动时 , 会受到伯努利原理和马格努斯效应的影响 。
伯努利定律是流体力学中的一个定律 , 它告诉我们:流体流速快的地方压强小 , 流速慢的地方压强大 。 无论是上旋、下旋还是侧旋 , 或者是足球中的香蕉球 , 因为球两侧流速的不同 , 就会造成侧向的压力 , 这个压力会让球在空中改变方向 。
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香蕉球
德国科学家马格努斯对这个问题进行了计算 , 得出了马格努斯力的计算方法 , 对于上旋球 , 马格努斯力向下 , 使得乒乓球过网后迅速下沉;下旋球 , 马格努斯力向上 , 球落地就会慢一些 。 同样 , 左旋和右旋的侧旋球也会让乒乓球的轨迹千变万化 , 难以捉摸 。 足球、排球、网球中的旋转球都离不开马格努斯效应 。
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上旋球马格努斯力向下
二、反弹的方向
除了在空中飞行时受到马格努斯力的作用外 , 旋转的乒乓球与球桌或球拍碰撞时 , 反弹的方向也有相当大的变化 。 比如:当上旋的乒乓球撞击球桌时 , 由于接触点球面向后运动 , 会受到球桌向前的摩擦力 , 乒乓球会向前下方急剧前冲 。 遇到竖直的拍子时 , 同样的道理 , 乒乓球会受到向上的摩擦力 , 有可能疾直云霄 。
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?接上旋球容易直冲云霄
下旋球则和上旋球相反 , 当下旋的乒乓球弹台时 , 受到来自球台的向后的摩擦力 。 此时 , 下旋球就会减速向前 , 甚至后退 。 下旋球遇到球拍时 , 会受到向下的摩擦力 , 从而急速下坠直钻网底 。 这就是为什么和专业运动员打球 , 普通人一个球也接不住的原因 。
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下旋球在球台直接倒退
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接下旋球时直钻网底
三、乒乓球拍
想要制造和应对旋转球 , 当然离不开乒乓球拍 。 乒乓球拍由底板、海绵和胶皮几部分组成 , 根据胶皮的不同可以简单分为正胶和反胶 。 正胶胶皮颗粒向外 , 与球的摩擦小 , 制造旋转的能力弱 , 适合近台快攻的打法 。 反胶的胶皮颗粒向内 , 与球球接触面积大 , 制造旋转的能力强 , 在现代乒乓球运动员中非常常用 , 适合弧圈型打法 。
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正胶
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反胶
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反胶球拍
正胶中还有一种特殊的胶皮——长胶 , 它的胶皮颗粒特别长 , 球飞过来时就好像被扫帚扫了一下 , 回球后不改变球的旋转方向 。 因此 , 上旋球被长胶拍打回后就变成了下旋球 , 而下旋球被长胶回球后则变成了上旋球 。
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本届运动会的乒乓球混双比赛中 , 中国队许昕/刘诗雯不敌日本队水谷隼/伊藤美诚 , 17年来首次丢失奥运会金牌 。 赛后刘诗雯流泪不止 , 说自己对不起整个团队 。 其实 , 丢一块金牌 , 并不一定是坏事 。 现在的乒乓球世界 , 不是中国能否夺金的问题 , 而是对手与中国差距太大的问题 。 许多国家不得不引入中国退役选手进入国家队 。 比如祖籍上海的乒乓球运动员倪夏莲 , 退役后嫁到卢森堡 , 如今已经58岁了 , 还在代表卢森堡参加奥运会 。
中国乒协一直在努力让更多教练和球员出国去交流 , 或让外国选手到中国来训练 , 帮助他们提高水平 , 缩小与中国选手的差距 。 因为只有这样才能让乒乓球这项运动永葆青春 。
【乒乓球|普通人和专业运动员打乒乓球,为啥一个球都接不到?】
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倪夏莲
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