近日，各大网络都被北京冬奥会刷屏，第24届冬季奥林匹克运动会——年北京冬奥会举世瞩目，极大概率会成为今年高考/综评/强基等的重要考点。
因此小编最近会持续更新整理冬奥会中的相关高考知识点，今天我们先来了解一下“花样滑冰与角动量守恒”和“冰壶比赛为什么要擦地？”两个物理方面的问题。
01
花样滑冰与角动量守恒
花样滑冰是一项集优雅，舞姿以及体育技巧于一体的极具观赏性体育项目，选手往往在优美的音乐和高度的滑行中做各种高难度的动作。
花样滑冰里最有趣的物理现象是：运动员原地旋转时，双手展开时转速不快，但将手收近身体时旋转速度会越来越快。这是为什么？
这里面涉及到的物理概念有：角速度、角动量、角动量守恒。
角速度是圆周运动中质点在Δt时间内转过的角为Δθ，即为描述物体绕圆心转动的快慢的物理量，用符号ω表示。
角动量是指质点动量p对O点之动量矩（通常称为角动量），简记为L。当刚体绕定轴转动时，其角动量等于：
其中的J为刚体绕轴的转动惯量，有时也用I表示。
这里需要强调的是，虽然不同形状的刚体的转动惯量计算方法不同，但从下表能看出，转动惯量与旋转半径r有关，r变大时，转动惯量也变大。
注：角动量知识点是大学才学到的。
知识点：角动量守恒
如果物体所受合外力矩等于零，或者不受外力矩作用，物体的角动量保持不变，这个结论叫做角动量守恒。
用以上原理，咱们来解释花滑旋转模型：
在光滑的冰面上旋转起来时，若忽略摩擦力、空气阻力，那么初始的角动量视为固定值，初始手臂伸展转动惯量I。
在身体收紧时，就是将旋转半径r变小的过程，即转动惯量变小，根据角动量守恒，角速度自然就变大，所以就转得越来越快。
在失重环境中转动没有摩擦力影响，这个实验更加容易成功，例如在年12月9日的中国空间站《天宫课堂》上，航天员叶光富也做了一个角动量实验：张开双臂，转得慢；缩回双臂，转得快，这可能是世界上最标准的角动量守恒实验了。
02
冰壶比赛为什么要疯狂擦地？
冰壶可称其之为集技巧与智慧于一体的体育运动，被大家誉为冰上的“国际象棋”。
中国冰壶队于年成立，短短十几年的发展中成绩斐然。
与速度滑冰、花样滑冰不同，冰壶赛道冰面非常奇特，并不是平整光滑的表面，甚至还有一层薄薄的冰粒，如同细小的“鹅卵石”或“小疙瘩”。
制冰师每次在制冰时，会在光滑如镜的冰面上喷洒水珠，每一颗水珠通常在2到3毫米大小，这些水珠遇冷迅速凝固成冰粒，此过程被称之为“打点”，而这样做的原因竟是为了减小摩擦。
学过初中物理的人都知道，物体表面越粗糙，动摩擦系数越大。那为什么冰壶赛道冰面要做这么多的“小疙瘩”呢？这不是更“粗糙”了吗？
因为冰壶很沉，大约20千克一个，壶底是平面，中心凹进去一点，放到铺满小冰粒的冰面上，接触点的压强很大，导致冰的熔点降低而熔化，熔化后的水膜可以减小摩擦。
所以冰壶并不是在冰面上滑行，而是在这些“冰粒”上滑行。
如果做成光滑的平面，可能会出现这样的结果：冰壶底面中间内凹，四周接触部分的冰熔化后，整个冰壶会如同吸盘一样“吸”在冰面上。
那到底为什么要“擦冰”呢？
相信很多人在电视上看过冰壶比赛，一位队员表情严肃的推出冰壶，冰壶前方还有两位紧张的大喊并且疯狂“擦地板”，然后看见冰壶撞开对手冰壶，稳稳旋进圆心，队员欢呼······
这个过程实际叫做“刷冰”，是冰壶比赛重要技术之一。
刷冰的主要目的在于，通过冰刷的摩擦，使冰面温度升高，造成冰面熔化，在冰表面形成一层水膜，减小摩擦力。
赛场上，刷冰面的意义就在于让冰壶旋转更少并滑得更远，而刷冰面的强弱程度则取决于你想让冰壶留在什么位置。
这里面的技巧可比你想象得多很多，这也是该运动会被称作“冰上象棋”的原因。
知识点：冰壶撞击与动量守恒
对于普通观众而言，在冰壶比赛上最期待看到的就是冰壶们的“精彩”撞击。而冰壶撞击模型，是高中物理“动量守恒”和“碰撞”中的重要命题素材。
动量守恒定律是现代物理学中的三大基本守恒定律之一，基本描述为：一个系统不受外力或所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
m1v1+m2v2=m1v1ˊ+m2v2ˊ
考虑到冰壶质量很大，滑行过程中所受阻力很小，因此可以近似理解为符合动量守恒定律。
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以上则是“花样滑冰与角动量守恒”和“冰壶比赛为什么要擦地”两个问题的相关知识点，希望大家可以在观看冬奥中的同时得到一定的学习，在学习中体验物理的神奇魅力~