北京冬奧會(huì)高考物理考點(diǎn)

　　今天，小編為大家整理了冬奧會(huì)相關(guān)物理知識(shí)，一起來(lái)看看吧。

　　01.冰刀與熔點(diǎn)

　　冰刀是冰上運(yùn)動(dòng)的核心裝備之一，速度滑冰、花樣滑冰、冰球運(yùn)動(dòng)都離不開(kāi)冰刀。了解滑冰的人都知道，冰刀的刀刃是比較鋒利的，甚至說(shuō)是比較危險(xiǎn)的。

　　2010溫哥華冬奧會(huì)女子3000米接力賽，中國(guó)代表隊(duì)勇奪金牌，在隊(duì)員們忘情慶祝，與教練擁抱過(guò)程中，王濛無(wú)意間給隊(duì)友破了相，隊(duì)友張會(huì)的臉被割傷，事后縫了十針。

　　你去網(wǎng)上搜一下“冰刀劃傷”就會(huì)發(fā)現(xiàn)，冰刀傷人的案例在賽場(chǎng)上，甚至是訓(xùn)練場(chǎng)上時(shí)常發(fā)生。

　　那么問(wèn)題來(lái)了，既然危險(xiǎn)，為什么要把冰刀做的這么鋒利呢？

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，冰刀設(shè)計(jì)的很薄，首先是為了蹬冰啟動(dòng)、加速時(shí)的抓地力。畢竟刀刃是嵌入冰里的，蹬冰時(shí)可以提供一個(gè)垂直于冰刀的反作用力。

　　除此之外，最常見(jiàn)的解釋是：增大與冰面的壓強(qiáng)從而降低冰的熔點(diǎn)，使得接觸點(diǎn)的冰熔化成水膜從而減小摩擦。

　　知識(shí)點(diǎn)1干摩擦與濕摩擦

　　干摩擦是發(fā)生在固體與固體之間的摩擦，濕摩擦是發(fā)生在固體與液體或氣體之間的摩擦，相同壓力下，后者的摩擦系數(shù)比前者小很多。

　　比如，為了減小機(jī)械之間的摩擦，工業(yè)上通常會(huì)加潤(rùn)滑油，這就是利用濕摩擦較小的特點(diǎn)。再比如，剛被濕拖把清掃過(guò)的地面非常的滑，也是因?yàn)榱祟愃频脑�理�?br />
　　冰的表面，比大多數(shù)的物體表面都要光滑（據(jù)說(shuō)表層有一層很薄的水膜），但是對(duì)于滑冰而言還不夠，如果能在冰的表面撒一層水，其摩擦系數(shù)會(huì)進(jìn)一步減小。

　　但現(xiàn)在存在一個(gè)問(wèn)題，如果真的在低溫冰面上灑水，水也會(huì)很快凝固。那怎么辦呢？總不能在冰面上灑潤(rùn)滑油吧？

　　這時(shí)候就需要第二個(gè)知識(shí)點(diǎn)幫你解答。

　　知識(shí)點(diǎn)2 冰的熔點(diǎn)與壓強(qiáng)

　　對(duì)于冰這種晶體來(lái)講，熔化時(shí)體積是變小的，在壓強(qiáng)比較大的時(shí)候，水更傾向變?yōu)轶w積更小的液態(tài)，換句話說(shuō)其熔點(diǎn)會(huì)降低。這一點(diǎn)，可以從水的三相圖中得到答案。

　　冰刀之所以做得鋒利，是為了通過(guò)減小受力面積從而增大與冰面的壓強(qiáng)，如此原來(lái)接觸點(diǎn)部分的冰熔點(diǎn)降低會(huì)迅速熔化，從而起到潤(rùn)滑作用。劃過(guò)的冰面，因?yàn)楸�刀�?duì)冰面壓強(qiáng)的消失熔點(diǎn)回升，熔化后的水又迅速結(jié)冰了，這就是復(fù)冰現(xiàn)象。

　　在初中物理課中，老師可能會(huì)演示一個(gè)叫做“繩子穿冰塊”的物理實(shí)驗(yàn)。

　　這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，被繩子勒住的地方壓強(qiáng)大，接觸處的冰因熔點(diǎn)降低而熔化，當(dāng)繩子穿過(guò)之后熔點(diǎn)回升又重新凝固了。

　　02.花樣滑冰與角動(dòng)量守恒

　　花樣滑冰是一項(xiàng)集優(yōu)雅，舞姿以及體育技巧于一體的極具觀賞性體育項(xiàng)目，選手往往在優(yōu)美的音樂(lè)和高度的滑行中做個(gè)各種高難度的動(dòng)作。

　　花樣滑冰里最有趣的物理現(xiàn)象是：運(yùn)動(dòng)員原地旋轉(zhuǎn)時(shí)，雙手展開(kāi)時(shí)轉(zhuǎn)速不快，但將手收近身體時(shí)旋轉(zhuǎn)速度會(huì)越來(lái)越快。這是為什么？

　　這里面涉及到的物理概念有：角速度、角動(dòng)量、角動(dòng)量守恒。

　　知識(shí)點(diǎn)1 角速度

　　角速度是圓周運(yùn)動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)在Δt時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角為Δθ，即為描述物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢的物理量，用符號(hào)ω表示。

　　知識(shí)點(diǎn)2 角動(dòng)量

　　角動(dòng)量是指質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量p對(duì)O點(diǎn)之動(dòng)量矩（通常稱為角動(dòng)量），簡(jiǎn)記為L(zhǎng)。當(dāng)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其角動(dòng)量等于：

　　其中的 J 為剛體繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，有時(shí)也用 I 表示。這里需要強(qiáng)調(diào)的是，雖然不同形狀的剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算方法不同，但從下表能看出，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與旋轉(zhuǎn)半徑r有關(guān)，r變大時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也變大。

　　注：角動(dòng)量知識(shí)點(diǎn)是大學(xué)才學(xué)到的。

　　知識(shí)點(diǎn)3 角動(dòng)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(dòng)量保持不變，這個(gè)結(jié)論叫做角動(dòng)量守恒。

　　用以上原理，咱們來(lái)解釋花滑旋轉(zhuǎn)模型：

　　在光滑的冰面上旋轉(zhuǎn)起來(lái)時(shí)，若忽略摩擦力、空氣阻力，那么初始的角動(dòng)量視為固定值，初始手臂伸展轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I。在身體收緊時(shí)，就是將旋轉(zhuǎn)半徑r變小的過(guò)程，即轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變小，根據(jù)角動(dòng)量守恒，角速度自然就變大，所以就轉(zhuǎn)的越來(lái)越快啦！