蘇翊鳴奪冠了！就在18歲小将僅兩跳，就拿到單闆滑雪男子大跳台決賽冠軍那一刻，BBC體育的主播先坐不住了，他驚呼：“此刻牛頓的棺材闆都蓋不住了，他這是挑戰所有的物理法則！”

單闆滑雪大跳台項目演示（非蘇翊鳴冬奧會影像）

因為蘇翊鳴成功完成了近乎不可想象的高難動作——外轉1800抓闆，一道優美的弧線呈現在大家面前！我們先來觀摩一下單闆滑雪大跳台項目其它比賽的精彩瞬間。

解釋一下什麼是“外轉1800 抓闆”。簡單講，就是人在空中轉了5圈（每圈360°）後平穩落地。怎樣才能做到這樣一氣呵成的動作呢？其實裡面蘊藏着很多物理學的道理。

首鋼滑雪大跳台主體結構分成四個部分：①助滑區、②起跳台、③着陸坡和④停止區。運動員從高處的助滑區開始向下滑行，獲得速度後起跳台躍起，借助速度能夠完成各種空翻、轉體、抓闆等技術動作，之後落地。

首鋼滑雪大跳台剖面

我們來逐步拆分一下各個階段的動作，總共分為6步：

①出發：運動員在60米高的斜坡上出發，最陡處為 39°，然後沖下坡道。速度在這裡很關鍵，太慢了，他們将無法獲得足夠的動力來完成幾次翻轉。為了在起跳台那裡得到足夠的速度，他們必須通過将重力勢能轉換為沿斜坡向下運動的動能來獲得足夠的速度，以加速跳躍。

首鋼大跳台剖面示意圖

已知大跳台出發區标高60.050米，起跳台的最高點标高約17.680米，兩者高差h=42.37米，理想狀态下，重力勢能（mgh）轉化成動能（1/2）mv²，這樣可以求出運動員在起跳台起飛時的速度大約為104公裡/小時。但是運動員在下滑過程中，身體會受到空氣的阻力，滑闆也會受到雪面的摩擦阻力，這些都會消耗能量，減弱速度，一般運動員在起跳台起飛時的時速約為 60公裡/小時。所以這一段十分關鍵，運動員想在後續階段做出高難度的動作，就需要更多的滞空時間，就得盡量減小下滑的空氣阻力，保持好的身體氣動外形，也要選擇更順滑的滑雪闆。

② 開始旋轉：假如運動員實現幾個軟木塞翻轉和多圈旋轉的巧妙組合，需要同時進行軀幹扭轉和足夠強的腹部緊縮，這樣才能産生足夠的扭矩（大約是轉動頭部所需扭矩的 1000 倍）。

單闆滑雪大跳台項目延時攝影（非蘇翊鳴冬奧會影像）

比如，一隻貓從某個高度掉下來，它會扭曲自己并用腳着地，下落的貓會将前腿向一側收攏，後腿向相反方向伸展，改變其慣性矩，使其身體前部短暫旋轉得更快，從而可以在不推開任何東西的情況下扭轉。滑雪大跳台運動員也是如此，與貓不同的是，運動員的腳被束縛在滑雪闆上。

③ 優化姿勢：當運動員的身體在空中盤旋時，他們需要蹲下并盡可能低地抓住他們的滑雪闆。這樣能最大限度地減少慣性矩，并增加了旋轉速度，通過這個動作，運動員可以将他的手臂放在一邊以調整自己的旋轉方向。

運動員們利用他們獲得的角動量，幾乎本能地以複雜的方式操縱自己的身體，在半空中旋轉、扭曲和移動。一旦他們飛離地面滞留在空中，他們将無法改變這一因素。就像陀螺一樣，隻要圍着軸旋轉，往往會以相同的速度繼續旋轉，除非遇到外力的阻攔，或者自身改變了形狀。這裡就有一個物理學原理——角動量，它是慣性矩的産物。在旋轉過程中，角動量是守恒的（忽略一丁點的空氣阻力）。如果運動員在空中收縮手臂，外形變小，慣性矩就小了，會旋轉得更快；如果伸出雙臂，外形變大，慣性矩增加，旋轉速度就會變慢。這就是角動量守恒原理。

④ 達到轉速：運動員像一個旋轉的花樣滑冰運動員一樣，将雙臂拉入胸膛來增加轉數。他們需要在觸地前盡可能快地旋轉完成所有多次旋轉，比如蘇翊鳴完成了1800°旋轉，就是五圈，平均每秒1.7 轉。當運動員離開起跳台并飛到最高點時，這個階段他們大約能靠着離開起跳台60公裡/小時的速度，飛高5.83米。

首鋼滑雪大跳台剖面曲線分析

⑤ 為落地沖擊做準備：當運動員完成最後一個離軸旋轉（俗稱這個動作叫“軟木塞”）時，他們需要伸出雙臂并伸直身體以減慢旋轉速度，以大約 80 公裡/小時的速度撞擊地面，每條腿承受大約204公斤的重量，大約是導緻骨折所需重量的一半。

⑥ 堅持下去：運動員将滑雪闆以一個逐漸減速的角度落地，大約是14°。着地瞬間，運動員需要彎曲膝蓋，延長身體與雪地的碰撞接觸時間并在整個滑雪闆闆上均勻分散力量。

以上②~⑥步滞空時間大約為3秒鐘，需要完成一連串的動作，能在雪地上飛行大約40米，也就是起跳台到着陸區的距離。

滑雪大跳台項目，由加速到起跳點和落地區組成至少有兩段弧線連在一起的曲線。對于一個持續大約3秒鐘的技巧來說，這裡蘊藏着很多物理原理！你都get到了嗎？我想18歲的小将蘇翊鳴一定是深得其中的物理學精髓，加上滑雪天賦還有後天的刻苦努力，拿到了屬于自己的金牌，作為他18歲成人的最好禮物。

單闆滑雪（又稱滑闆滑雪）這項運動的發明者是歐洲人，但在北美更受重視，源于20世紀60年代中期的美國，就像水上沖浪一樣，所以又被稱為冬季沖浪運動。1998年第十八屆冬奧會上，單闆滑雪被納入正式比賽項目。它的尺寸比較小，落差在40～50米之間，但是風險更大，因為運動員在加速完騰空後，要做技巧性的動作再翻身落地，運動員騰空飛行線路的高度，有的時候可以達到13～14米，達4層樓高。

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