1 籃球在籃筐里圓周滑行可以用什么力學理論來解釋?
答：圓周運動,籃球受到重力和籃筐對球的彈力來提供向心力
2打籃球時,籃球投在地上后彈起來
答：牛頓第三定律
3飛行的球體在空中的力學分析
答：正如牛頓在近300年前所發(fā)現(xiàn)的,每一個作用力都有一個大小相等,方向相反的反作用力.空氣中旋轉(zhuǎn)的球體同樣如此.當旋轉(zhuǎn)的球體帶動周圍的空氣向一個方向旋轉(zhuǎn),球體外表面附近的一層氣體粒子將產(chǎn)生與球旋轉(zhuǎn)方向相一致的空氣“環(huán)流”,以減少球體后部區(qū)域的氣流波動,與此同時,因為球體旋轉(zhuǎn),它將受到一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的力作為回應.例如,如果球后旋帶動空氣向下旋轉(zhuǎn),空氣就會產(chǎn)生一個向上的對球的反作用力,球體即得到一個托浮力.相反,如果球在空中不旋轉(zhuǎn),它所受到的空氣阻力,將隨著球速的增大而增大.籃球的質(zhì)量雖然較輕,但橫截面積較大,所以在空中所受的阻力也較大.特別是在遠距離投籃中,如果球不旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)程度不夠,其所受到的阻力就更大.當球速越快,空氣自球體表面分離的時間越早,球后的波動也就越大.這樣球體前后的空氣壓力差就使球體受到較大的形狀阻滯.且球行進得越快,阻滯也越大.
通過以上分析我們可以認識到,旋轉(zhuǎn)的球體可以減輕空氣的阻力,且受空氣反作用力作用.如后旋球,就能使球飛行的更高更平穩(wěn),增高投籃弧度,增大球的入籃角,為提高投籃命中率創(chuàng)造了條件.
后旋球在空氣中的流體力學分析及優(yōu)勢
籃球在飛行下落過程中,入籃角越大,暴露在球體下方的籃圈面積也越大,球越容易中籃.當球以一定的入籃角接近籃圈,與球的運動路線小于直角的“籃圈通道”就成為一個橢圓形.入籃角越小,此“通道”的橢圓直徑也越小.當入籃角小到該橢圓直徑等于球體直徑時,就達到了球的入籃角度的最下限.
后旋球在空中飛行的時候,由于球向后旋轉(zhuǎn),球的上下兩側所受到的氣流速度與空氣壓力不一樣.在球的上側,是球附近的氣流速度與球體旋轉(zhuǎn)速度的合成；球的下側,是氣流速度與旋轉(zhuǎn)速度的分解.
因此,相對而言,球上方的氣流速度快,下方的氣流速度慢,由伯努利定律知,在速度快的一側壓強較小,速度慢的一側則壓強大.因此,球體上下方的這個壓力差使球受到向上的作用力,將球托起,加大了球的飛行弧線,增大了入籃角度,更有利于球中籃.
前旋球在空氣中的流體力學分析及優(yōu)勢
前旋球在空氣中的受力正好與后旋球相反,相對而言,球上方的氣流速度慢,下方的氣流速度快,同樣由伯努利定律得知,球體上下方的壓力差使球受到向下的作用力.但前旋球多數(shù)在行進間低手投籃中出現(xiàn),運動員在投籃時具有速度快,騰起高度高,充分抬肘伸臂,出手點距籃圈近等特點,因此,球在空中飛行的距離較短,受空氣阻力較小.但如果當前旋球碰籃板或碰籃圈時,卻能對中籃產(chǎn)生積極的作用.
若球體不旋轉(zhuǎn),在碰板后,受籃板的反彈力F作用,球的彈起弧度較低,反彈力則較大,球不易中籃.若球體前旋,在碰板時受籃板反彈力與因前旋而產(chǎn)生的反作用力f同時作用,二者的合力方向更接近于籃圈垂直面方向.且球前旋速度越快,所受反作用力越大,合力方向越接近于籃圈垂直面,進一步增大球中籃幾率.