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，一起來(lái)看看吧。

　　01.冰刀與熔點(diǎn)

　　冰刀是冰上運動(dòng)的核心裝備之一，速度滑冰、花樣滑冰、冰球運動(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)是比較危險的。

　　2010溫哥華冬奧會(huì )女子3000米接力賽，中國代表隊勇奪金牌，在隊員們忘情慶祝，與教練擁抱過(guò)程中，王濛無(wú)意間給隊友破了相，隊友張會(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，冰刀傷人的案例在賽場(chǎng)上，甚至是訓練場(chǎng)上時(shí)常發(fā)生。

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

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，冰刀設計的很薄，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，后者的摩擦系數比前者小很多。

　　比如，為了減小機械之間的摩擦，工業(yè)上通常會(huì )加潤滑油，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，也是因為了類(lèi)似的原理。

　　冰的表面，比大多數的物體表面都要光滑（據說(shuō)表層有一層很薄的水膜），但是對于滑冰而言還不夠，如果能在冰的表面撒一層水，其摩擦系數會(huì )進(jìn)一步減小。

　　但現在存在一個(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滑油吧？

　　這時(shí)候就需要第二個(gè)知識點(diǎn)幫你解答。

　　知識點(diǎn)2 冰的熔點(diǎn)與壓強

　　對于冰這種晶體來(lái)講，熔化時(shí)體積是變小的，在壓強比較大的時(shí)候，水更傾向變?yōu)轶w積更小的液態(tài)，換句話(huà)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，如此原來(lái)接觸點(diǎn)部分的冰熔點(diǎn)降低會(huì )迅速熔化，從而起到潤滑作用。劃過(guò)的冰面，因為冰刀對冰面壓強的消失熔點(diǎn)回升，熔化后的水又迅速結冰了，這就是復冰現象。

　　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。

　　這個(gè)實(shí)驗中，被繩子勒住的地方壓強大，接觸處的冰因熔點(diǎn)降低而熔化，當繩子穿過(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

　　花樣滑冰是一項集優(yōu)雅，舞姿以及體育技巧于一體的極具觀(guān)賞性體育項目，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象是：運動(dòng)員原地旋轉時(shí)，雙手展開(kāi)時(shí)轉速不快，但將手收近身體時(shí)旋轉速度會(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。

　　知識點(diǎn)1 角速度

　　角速度是圓周運動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)在Δt時(shí)間內轉過(guò)的角為Δθ，即為描述物體繞圓心轉動(dòng)的快慢的物理量，用符號ω表示。

　　知識點(diǎn)2 角動(dòng)量

　　角動(dòng)量是指質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量p對O點(diǎn)之動(dòng)量矩（通常稱(chēng)為角動(dòng)量），簡(jiǎn)記為L(cháng)。當剛體繞定軸轉動(dòng)時(shí)，其角動(dòng)量等于：

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

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

　　知識點(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)結論叫做角動(dòng)量守恒。

　　用以上原理，咱們來(lái)解釋花滑旋轉模型：

　　在光滑的冰面上旋轉起來(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，初始手臂伸展轉動(dòng)慣量I。在身體收緊時(shí)，就是將旋轉半徑r變小的過(guò)程，即轉動(dòng)慣量變小，根據角動(dòng)量守恒，角速度自然就變大，所以就轉的越來(lái)越快啦！