篮球运动中的几个力学问题岳国联(六盘水市教育科学研究院贵州六盘水５５３０００)黄绍书(六盘水市第２３中学贵州六盘水５５３００４)(收稿日期:２０２２０７１０)摘要:计算了篮球的转动惯量,并由此结合静摩擦力对篮球的冲量矩作用,计算分析了运球行走过程中影响篮球转动角速度变化的根本原因,还计算分析了水平抛出的篮球自由弹跳过程中重力势能转化为转动动能的情况．关键词:转动惯量;冲量矩;动量矩变化;转动动能;滚动动能篮球可以看成是质量均匀分布的球壳,虽然其形变尺度比较显著,但在一些特定运动过程中,是可以从刚体或准刚体的角度进行分析的．篮球运动过程是比较复杂的,往往既有平动,又有转动．篮球运动是最为普及的体育健身项目之一,这里来讨论分析一下篮球运动中的几个力学问题．１转动惯量根据J＝∫rsr０r２dm(１)可知,求刚体的转动惯量,关键是结合实际刚体模型确定３个要素[１],即刚体质元dm的表示式,质元dm到转轴的距离r的表示式,积分的下限r０和上限rs也就是积分范围．对于如图１所示的篮球,取其上半部来分析．图１求篮球的转动惯量半径为r处的圆环,有r＝Rsinθ(２)零,则Δh不为零,代入大气压强值(１atm使水柱升高１０．３m),发现Δh很大．若h１h２＝０．２~０．３,此值也有２~３m甚至更大,而实验所用的容器无法达到此高度,所以浮沉子一直处于临界位置以上,即未达到发生不可逆现象的条件．所以,若要在现有实验条件下观察到不可逆现象发生,浮沉子的初始位置就必须与液面齐平或与液面极其接近．４结论通过上述理论分析和实验数据结果表明:(１)浮沉子下沉后只有减压才能使之在水下达到受力平衡位置．产生不可逆现象的根本原因为过度放压．(２)浮沉子的自身参数(质量m、截面积S)是通过影响液面以下气柱高度h２进而影响临界位置的深度．参考文献[１]RobertoDeLuca,SalvatoreGanci．AlotofgoodphysicsintheCartesiandiver[J]．PHYSICSEDUCATIONS,２０１１,４６(５):５２８５３２．[２]NazirAmir,RSubramaniam．MakingafunCartesiandiver:asimpleprojecttoengagekinaestheticlearners[J]．PHYSICSEDUCATIONS,２００７,４２(５):４７８４８０．[３]常建,丁志勇．“浮沉子”水下平衡的定量探究[J]．物理教学探讨,２０１１,２９(９):５６５７．[４]黄淑清,聂宜如,申先甲．热学教程[M]．北京:高等教育出版社,１９８５．—４８—２０２３年第...
