主题：【奥运中的物理知识2】人在水中为什么能够不下沉？

游泳是奥运会上最气韵流畅又喧腾激扬的竞赛项目。蛟龙出水般的爬泳，浪翅翻飞的蝶泳，枕涛卧波的仰泳，“能屈能伸”的蛙泳，在8条蔚蓝色的泳道各展风姿，金牌银牌同样决胜于百分之一秒间。2008年3月在荷兰埃因霍温举行的欧洲游泳锦标赛上，法国选手阿兰.伯纳德以47秒50的成绩刷新100米自由泳世界纪录；接着在悉尼举行的奥运选拔赛中，澳大利亚选手苏利文以21秒28的成绩创造50米自由泳世界纪录。这是人类靠自身力量在水中达到的最高速度。


虽然游泳竞赛项目和奥运会同龄，但前三届设置过的20个单项已有85%被淘汰，可见百年间游泳的变迁之大。早期的自由泳是指“八仙过海”的任意姿势，但由于爬泳速度最快，于是运动员便无一例外的选择爬泳，以至于自由泳成了爬泳的代名词。二十世纪早期，出身于澳大利亚游泳世家的卡维尔对民间朴素的“狗爬式”进行了系统改造。1924年巴黎奥运会上，后来成为好莱坞明星和“人猿泰山”扮演者的美国选手维斯穆勒首次在百米赛中突破1分钟大关，并创造了两臂轮流划水一次、两腿打水六次的标准爬泳动作。蛙泳则经历了更多的嬗变，1956年墨尔本奥运会以后，随着国际泳联新规则的出台，潜水蛙泳最后的繁盛随波而逝，新生的蝶泳则正式从蛙泳的支脉中“破茧而出”，自立门户，从此形成了泳坛“四大家族”的稳定格局。

　　人在水中为什么能够不下沉？其实人体70%的成分是水，平均密度在0.96至1.05之间。男人和女人，老人和孩子，胖子和瘦子，呼气和吸气的人体密度都略有不同。一个标准身材的成年人受浮力作用，头露出水面时的体重大约3公斤。不过身体浮力的合力点即“浮心”由身体浸入水中各部分的几何中心决定，和人体重心并不重合，上体因比重小而趋于上浮，下肢因比重大而趋于下沉，会产生扭转力矩。如果将手臂平伸过头就会使浮心和重心更加靠近了。


为什么百米短跑比百米游泳快得多？因为地上和水里的运动机制完全不同。田径运动员靠脚蹬地面产生反作用力奔跑，地球同时被脚掌“蹬开”的距离可以忽略不计。而人在水中游泳却没有固定的支撑，只能靠推动一定质量的水向身后作加速度运动，使自己借助反作用力前进。挥动的双臂和踢打的两腿如同“螺旋桨”，是产生推力和升力的引擎。加大“马力”的基本原则是划水和蹬夹水的速度要尽量快，用力方向的肢体投影面积要尽量大。两届奥运会上五夺金牌的澳大利亚游泳名将索普天生一双蒲扇般大手和47码的大脚，使他相当于戴了一副小号的手板和脚蹼。2004年雅典奥运会上获得6枚金牌的美国泳坛领军人物费尔普斯也因为生就一副“大手大脚”在水中占尽了便宜。而要提高用力的效率，减少体能的浪费，还要有正确合理的姿势、手形、迎水角度和划水路线。



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