标枪、铁饼、铅球、链球...怎么才能飞得远

2021年8月1日上午进行的女子铅球决赛中，32岁的老将巩立姣以20米58的成绩夺冠，为我国田径队收获了东京奥运会的第一枚田径金牌。这块金牌也实现了我国奥运会田赛项目“零的突破”。

田径的由来

你知道田径这个词是怎么来的吗？典型的体育场外围有一圈跑道，叫做径，在跑道上以时间计算成绩的比赛项目就是“径”赛，典型的就是跑步。

体育场中间有一块草坪，叫做田，在草坪上比赛的以高度、距离和长度计算成绩的比赛就叫“田赛”，比如跳高、跳远、标枪、铁饼、铅球等。

此外，田径比赛还包括在体育场外进行的公路跑、越野跑、竞走等。

我国以前获得田径金牌的运动员比如跨栏的刘翔、长跑的邢慧娜、还有竞走等项目，都不是田赛，而此次巩立姣获得的女子铅球金牌，则是我国奥运会田赛项目中的宝贵的第一块金牌。今天我想跟大家聊聊田赛中的投掷项目——标枪、铁饼和铅球中的物理学原理。

标枪

先说标枪，标枪起源于古代人类的狩猎和战争，在运动会上，运动员在投掷标前，可以在一个四米宽、30米长的跑道上助跑，标枪落地之前，运动员不能离开这个场地。出手后，标枪在空中运动时会受到重力和空气阻力，轨迹类似斜抛运动，增大出手时的速度，选择合理的出手角度，能让标枪飞得更远。可是，影响标枪飞行距离的还有一个因素，那就是标枪本身的重心位置。

1984年，前民主德国选手乌威霍恩把标枪掷出了104.8米，创造了新的世界纪录。可是人们担心，如果按照这个成绩发展下去，标枪如果稍微歪一点，就要扎到看台了。为了防止出现事故，国际田联把标枪的重心向前提了4厘米，这样会让标枪飞行的时候更容易受到向前倒下的力矩，限制标枪飞行的距离。从此之后，再也无人能够抛出100米以上的距离，乌威霍恩104.8米的成绩被称为“永久世界纪录“。

铁饼和链球

与标枪不同，铁饼和链球没有助跑跑道，而是有一个圆形的投掷圈。投掷铁饼和链球时，有一个共同点——旋转。

大家都知道古希腊有一座著名雕塑——掷铁饼者。

在1896年，第一届夏季奥运会上，美国铅球运动员加勒特在希腊看到雕像后，就按照雕像进行练习，但是不得要领。后来他看到了希腊运动员总是让身体旋转起来，在某一刻再将铁饼扔出，茅塞顿开，临时决定参赛，结果以29.15米的成绩夺得冠军。几天后，他又拿了一个铅球金牌。

在旋转时，运动员持续做功，并通过胳膊和链条施加向心力，使得铁饼和链球一方面加速，一方面还能维持圆周运动。然后，运动员突然松手，根据牛顿定律，铁饼和链球就会沿着切线方向飞出。由于在旋转过程中积累了足够的速度和能量，铁饼和链球就能飞的很远。

铅球

铅球也起源于古代人们用石头迎击野兽的活动，不同于铁饼和链球，运动员的掷出方式并不统一，有滑步式和旋转式两种方法。滑步式就是背对场地，然后猛地向前推出铅球，可以在很短时间内让铅球获得最大的掷出速度，铅球的出手角度和方向比较好控制，最初人们都是按照这种方式推铅球的。巩立姣采用的就是滑步式的方法。

70年代，前苏联运动员巴雷什尼科夫发明了旋转推铅球的方法，这种方法理论上能让铅球获得更高的速度，但是出手方向难以控制，出手后身体不容易平衡，采用的运动员比较少。

投掷角度

对于投掷类的项目，除了需要增大初速度以外，还需要选取合理的攻角。理论上讲，斜抛运动的出发倾角是45度时射程最远。但是，考虑到运动员出手点比落地点高、在空中会受到空气阻力、以及角度需要适应运动员的发力等，实际上最佳的出手角度是小于45度的。几种投掷类运动的最佳出手角度也各不相同，链球最大，略大于40度，其他几种大约在30-40度之间。

巩立姣铅球夺冠后，在2021年8月3日进行的链球决赛中，33岁的中国选手王峥摘银。在径赛方面，苏炳添在百米半决赛中以9秒83闯入决赛，最终获得第六名，创造了亚洲体育的历史。王春雨取得东京奥运会女子800米第五名的成绩，也是我国田径历史上首次进入奥运会女子800米决赛的运动员。我们为这些田径运动员骄傲！