钱江晚报·小时新闻记者郑琳
同学们这段时间是不是被接二连三的冬奥会金牌振奋了？徐梦姚、谷爱凌、苏翊鸣、齐光璞……这些奥运健儿们真的太棒啦！
所以本期，我们继续来学习一下冰雪赛场上的科学。这回让我们跟随杭州第二中学物理老师王恺，看看冬奥赛场上提升竞技成绩都用到了哪些物理原理。
风洞，让运动员“风雨无阻”
冬奥会中比拼的不仅仅是运动员的身体素质，动作技巧，也在暗暗比拼各国的“黑科技”。
风洞是以人造气流模拟高速运动物体与空气相互作用的实验装置，常常应用于航空航天器研发、导弹研发等尖端领域。
风洞利用了运动的相对性，模拟高速运动物体和空气阻力之间的关系。空气相对于地面几乎静止，而当物体相对于地面运动时，空气相对于物体就会反向运动。测量一个高速运动的物体较为困难，有时还具有危险性，因此风洞中的物体相对于地面是静止的，空气相对于地面运动，同样能实现模拟物体高速运动的效果。
诸多在冰面上进行的冬奥会项目中，由于冰面和冰刀间的阻力很小，空气阻力对运动员的速度影响是非常可观的。比如，在钢架雪车的比赛中，运动员趴伏在雪车上，经过加速后最大速度可达km/h以上，这相当于高速公路上行驶的汽车。在没有额外动力的情况下，更小的空气阻力意味着可以具有更快的速度，从而缩短比赛时间，取得更好成绩。因此，运动员在滑行阶段紧贴在雪车上，双手紧贴在身体两侧呈流线型，从而减小风阻。
那么，运动员平时在训练中是如何掌握最佳的技术动作的呢？
答案就是结合风洞技术等高科技辅助的模拟训练，将运动员的技术动作的漏洞将得以暴露，运动员的进步也将明确方向。
从年起，北京的二七国家冰雪运动训练科研基地综合风洞馆正式启用，我国运动员在家门口就能进行风洞模拟训练，结合数字摄像头捕捉的技术动作，可以帮助运动员减小错误动作带来的风险，找到风阻最小的状态，从而获得更好的成绩。
此外，六自由度技术也运用在了钢架雪车训练系统中。所谓六自由度是指平台能够实现上下、左右、前后三个方向的平动，以及俯仰、滚转、偏航三个方向的转动。整套系统就像一个模拟游戏，带给运动员真实的体感反馈，从而可以使运动员在更安全的训练环境下采集更丰富的实时训练数据。
运动员的服装也是制胜关键之一。
在阻力更大的游泳比赛中，有一类被称为“鲨鱼皮”的泳衣帮助运动员创造了诸多世界纪录。而速度滑冰运动的风阻也可以利用原理相似的“冰上鲨鱼皮”可以极大减小冰面运动的空气阻力。但不同的是，由于速度滑冰、短道速滑的运动存在一定的危险性，有可能会使得运动员被锋利的冰刀划伤，运动员的服装还具有全身防切割功能，保障运动员的安全。
冰雪表面的摩擦力，很特殊
不论是冰面还是雪面上的运动都让人感受到摩擦力的独特魅力。在日常生活中，行走时打滑是一件不便而危险的事。打滑是由于地面和脚底间的摩擦力提供了人前进的动力，一旦这个摩擦力消失，就会打滑，寸步难行。
如果同学们试着用手摩擦冰面和窗户玻璃，虽然两者同样光滑，但大家一定会感觉到，冰面始终非常光滑，但是玻璃表面有时候会提供很大的阻力。这是为什么呢？
实际上，并非表面越光滑摩擦力越小，当接触面光滑到一定程度后，摩擦力反而可能增大（这与中学物理有所不同）。摩擦力的影响因素也绝不仅仅是正压力的大小和接触面的光滑程度。冰面始终光滑得益于表面的水膜，极大减小了冰与其他物体的摩擦。雪上运动也具有相似之处，高速移动的雪板挤压雪面，略微蓬松的雪面中的空气被挤压出，短时间内形成气垫，同样可以减小雪板与雪面的摩擦。
这个水膜减少摩擦的现象，其实我们平时在生活中也会遇到。
在我们购买拖鞋的时候，通常会选择具有防滑功能的鞋子。如果同学们观察一下拖鞋底部的纹路，会发现过于平整的鞋底很容易打滑。这是因为，当人们穿着平整鞋底的鞋子踩在有积水、较为光滑的瓷砖地面上时，鞋底和地面之间的水不能很快排出，就会形成一层水膜，从而大幅减小了接触面之间的摩擦。这也就是为什么汽车的轮胎的胎面具有较深的花纹，也就是导水槽，可以在短时间内排出轮胎和地面间的积水，从而避免车辆失控。
冰上运动则是充分利用了光滑的冰面，充分利用打滑。例如，上一期我们就讲解过冰壶运动的特点，这是展现摩擦力最好的运动。刷冰的队员用刷子不断在冰壶行进的前方快速刷冰，利用摩擦生热在冰面形成水膜，从而减小冰壶与冰面间的摩擦，甚至可以控制冰壶的轨迹。冰壶运动员脚下的两只鞋子底面还有不同材质，滑行鞋底面由塑料制成，摩擦较小可供滑行；而蹬冰鞋底面由橡胶制成，提供较大摩擦。
滑雪手杖，有什么作用
大家可能在谷爱凌的女子坡面障碍赛中看到，有的运动员拿着滑雪手杖比赛，而有的人没有拿。
那么，滑雪手杖对于滑雪者到底有什么作用呢？
一般来说，在跳台滑雪、空中技巧滑雪、单板滑雪这些项目中不需要使用到滑雪杖，而在越野滑雪、高山滑雪、自由式滑雪等项目中需要使用滑雪杖。
对于初学者，手杖可以帮助掌握平衡，有助于初期的学习，在摔倒后还可以快速脱板，使用手杖松开脚上的固定器。水平达到中高级后，会开始练习回转，这时，“点杖”就是必须要掌握的技术动作了。
在坡面障碍赛中，手杖在选手滑行的时候具有辅助平衡等作用，而在空中翻转的时候，手杖会有一定的干扰，不过这种干扰并不会对运动员的成绩形成决定性的影响，即便不拿手杖，也不能让运动员多转度。
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