蛙泳技术原理.ppt

第二次课流体力学原理在游泳中的应用 本章重点： 人体重力与浮力的关系 人体在水中所遇到的阻力 游泳技术的合理性 游泳的推进力 水的自然特性与人体的飘浮能力 一、水的自然特性 水的压力 水的黏滞性 水的流动性 水的密度 水的难以压缩性 水的压力 单位面积上受到的压力为压强,压强随着水深度的增加而增加。每下降1米，身体则受到一个大气压的压强。由于人体在水中的压差，从而产生了一种向上的力，我们称之为浮力。 水的黏滞性 水分子之间的相互吸引作用，在流体力学中称为“内聚力”。水的黏滞性随温度的升高而降低。当静止的水在外力的作用下水分子间的连结被冲散，各层流体的水分子相互之间的动量转换造成各层间的阻滞作用，产生水层摩擦来对抗外力，直至外力被削弱静止。外力越大内聚力被冲散的越严重，分子间摩擦现象越激烈。是水环境中力作用的重要因素之一。(摩擦阻力) 水的流动性 水由于受到外力的影响，会从高压区流向低压区。由于水流体具有压力平衡的性质，高压区的流体向低压区或伴随外力的方向流动，以达到流体的平衡，这种压力转换过程称为流动，流速越大压强越大，因此人在水中得不到支撑，人体在水中的动作冲量被流体性所转移、吸纳、抵耗与离散，使人在水中得不到陆地上爆发式用力的现象。 水的密度 单位体积的重量称为“密度”。水的密度在4度时为1g/cm3。海水的密度为1.03g/cm3。空气的密度是水密度的844倍。这就是为什么人在海水中游泳会觉得轻松一些。 水的难以压缩性 液体的共同特性是具有难以压缩的特性。任何物体入水后，水都不会缩小体积，而是以物体体积换取等量水的体积。人体本身大部分也是水份，所以人体也具有相同的不可压缩性。 二、人体在水中的飘浮能力 呼吸对身体飘浮的影响作用 　　　人体在水与人体肺内吸入或吐出的气体多少有关中的沉浮，体内存储气体的多少直接影响人体比重的变化。当人吸足气后，人体比重约为0.96-0.99,略小于水的比重，此时浮力增大，人体浮在水面上。当呼完气后，人体比重约为1.02-1.05，略大于1人体就会下沉。因此，熟练掌握呼吸技术是初学游泳的重要一课，没有好的呼吸就等于不会游泳。 　　　人体在陆上与水中的重心位置变化。 水中正确的身体姿势如下图。 游泳时的阻力一、外形姿态阻力 减少外形姿势阻力的办法 身体的外形姿态阻力的大小取决于游泳者身材、体型、游进时的速度，以及肢体是以什么样的变换动作姿态相对水流的运动方 向。在游泳时，减少外形姿势阻力的办法，一是身体平直，保持流线型姿势；二是凡在水中做与身体运动方向一致的动作，应尽可能地减少挡水截面，前移速度相对减慢；三是直线游进，游进中保持稳定平衡，防止上下起伏和左右扭摆。 游泳时的阻力二、摩擦阻力 减少摩擦阻力的方法 选择薄而光滑的料子做成紧身游泳衣裤和帽子，或采用涂减阻油以及刮体毛等，都可减少磨擦阻力。在2000年悉尼奥运会上有部 分游泳运动员穿“鲨鱼装”泳衣参赛。据报道，这种泳衣可减少阻力和增加浮力。在游进中，尽量保持高的身体位置，减少水的湿浸面积，也能减少体表磨擦阻力。 游泳时的阻力三、波浪阻力 减少波浪阻力的方法 在游泳时减少波浪阻力的方法是，游进时身体呈流线型状态，避免抬头挺胸两脚左右分开；注意身体的稳定平衡，用力自然，游速均衡；手臂入水时尽量减少拍打动作，应顺势插入水中，以免造成波浪；转身后的滑行不要过浅。身体在水下30厘米深处可有效减少波浪的形成。 潜水艇与船形状有何区别？ 速度与阻力的关系 对游进阻力的总结和概括 由于在水中游泳者身体无固定支点是相对人体在地面的各种动作均有固定支撑点而言，在水中，人的身体与水有无数个可流动支点，由于这个特点，决定了人的肢体的任何微小动作，均可招致水给予人体动作的反作用力，这些综合在一起的反作用力的方向、大小和量的积累变化均对人体的游进构成阻碍与影响，就某一瞬时人体受到重力、浮 力、肢体动作的反作用力与外形姿态阻力、波浪阻力、体表磨擦阻力构成的诸多因素影响作用，其合力值决定了人体在这一瞬时的运动状态的效果。如不清楚游进阻力、重力、浮力对人游进的影响与作用的机理，就可能在学习游泳理论时对其主要的理论概念产生混淆。 游泳的推进力 游泳推进力是指游泳时推动人体前进的力。游泳的推进力可划分为两种类型，即阻力推进力与升力推进力。 为清楚认识游泳推进力，就必须将注意的焦点集中在水是如何流经运动状态的肢体？作用于身体前进的推进力是怎样产生的？涉及推进力的流体动力学又是作如何解释的？ 阻力推进力 牛顿第三定律是：作用力和反作用力总是大小相等方向相反，并且作用与同一点上。水具有阻力的特性。通过肢体向后的划水、打水或蹬水动作，对水施加作用力，水就对肢体产生一个方向相反的反作用力， 从而推进身体前进。我们将利用水的阻力获得