Question

乒乓球前進(jìn)過(guò)程中由于不同的旋轉(zhuǎn)方向會(huì)沿不同的徑跡運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)員用三種不同的擊球法把乒乓球擊出，請(qǐng)判斷，圖6-10中l(wèi)、2、3三條徑跡哪一種是上旋球（圖中沿逆時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)）的、下旋球（圖中沿順時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)）的，不轉(zhuǎn)球的。說(shuō)明你為什么認(rèn)為上旋球應(yīng)該沿著你所選的徑跡運(yùn)動(dòng)。

答：

Answer 1

圖6-10中軌跡1、2、3分別是上旋球、不轉(zhuǎn)球、下旋球的軌跡。

上旋球就是讓球做前滾翻運(yùn)動(dòng)，朝對(duì)方飛過(guò)去，就像汽車輪胎一樣。由于空氣具有一定的粘滯性，因此當(dāng)乒乓球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣就與球面摩擦，旋轉(zhuǎn)著的球就帶動(dòng)周圍的空氣層一起轉(zhuǎn)動(dòng)。上旋球如圖6-10答案-1所示，向左運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還不斷沿逆時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)，則空氣流相對(duì)于乒乓球來(lái)說(shuō)向右流動(dòng)，同時(shí)球四周的空氣還被旋轉(zhuǎn)的球帶動(dòng)作逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。這樣球體上方的空氣除向右平動(dòng)外，還向左轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者方向相反；球體下方的空氣除向右平動(dòng)外，還向右轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者方向相同。因此，乒乓球下方空氣的流速大于乒乓球上方空氣的流速。根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：在氣體和液體中，流速越大的位置壓強(qiáng)越小。所以乒乓球下方的壓強(qiáng)小，上方的壓強(qiáng)大，因此乒乓球受到的空氣壓力方向向下。于是乒乓球在向下的空氣壓力和向下的重力（合力方向向下，并大于重力）的作用下，沿弧線迅速下落，這樣就產(chǎn)生了上旋球。上旋球的特點(diǎn)是飛行幅度高，過(guò)網(wǎng)弧度大，在空中急速落下，不易出界，且落地后反彈高而快，前沖力較大，將使對(duì)手較難還擊。上旋球的軌跡如圖6-10中的徑跡1 。

下旋球就是讓球做后滾翻運(yùn)動(dòng)，朝對(duì)方飛去。如圖6-10答案-2所示，乒乓球向左運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還不斷沿順時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)，則空氣流相對(duì)于乒乓球來(lái)說(shuō)向右流動(dòng)，同時(shí)球四周的空氣還被旋轉(zhuǎn)的球帶動(dòng)作順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。這樣球體上方的空氣除向右平動(dòng)外，還向右轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者方向相同；球體下方的空氣除向右平動(dòng)外，還向左轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者方向相反。因此，乒乓球上方空氣的流速大，下方空氣的流速小，則球下方的壓強(qiáng)大，上方的壓強(qiáng)小，于是球受到向上的壓力。這樣在向上的空氣壓力和向下的重力（重力與空氣壓力的合力方向向下，但大小小于重力）的作用下就產(chǎn)生了下旋球。下旋球的特點(diǎn)是在空中飛行的時(shí)間長(zhǎng)，故上飄飛行距離長(zhǎng)，過(guò)網(wǎng)弧度很小，落地后彈跳低平，比不轉(zhuǎn)的球彈得更低。下旋球的軌跡如圖6-10中的徑跡3。

其實(shí)，乒乓球旋轉(zhuǎn)的種類很多，如上旋、下旋、左側(cè)旋、右側(cè)旋、左側(cè)上旋、左側(cè)下旋、右側(cè)上旋、右側(cè)下旋等。但它們的原理都是相同的，即都利用了“在氣體和液體中，流速越大的位置壓強(qiáng)越小”的物理知識(shí)。

本題所得出的流速與壓強(qiáng)的關(guān)系，不僅適用于氣體，同樣也適用于液體。如兩條船若同向平行行駛，當(dāng)它們相距太近時(shí)就會(huì)發(fā)生兩船迅速靠攏甚至出現(xiàn)撞船現(xiàn)象。這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和本題圖6-6甲中出現(xiàn)的現(xiàn)象的原因是類似的。