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盘点不同球类运动，谁是“球中之王”？******

　　近日，在世界杯比赛中

　　葡萄牙队3比2险胜加纳队

　　下半场，C罗通过点球

　　帮助葡萄牙队取得领先

　　图源：FIFA

　　被判点球后C罗亲吻足球

　　他闭上双眼，深呼吸

　　然后助跑、果断起脚

　　皮球势大力沉直窜对方球门

　　图源：新华社

　　C罗也成为历史首位

　　连续五届世界杯取得进球的球员

　　大家观看比赛时有没有想过

　　在如此多的球类运动中

　　足球的球速是最快吗？

　　哪种球飞得最远？

　　球速之“王”竟然是它？

　　所有球类运动无非是用手、脚、球棒或球拍击打球，球的尺寸、形状和重量差异使得它们具有不同的速度以及运动轨迹。

　　那么问题来了，在这些球类运动中，速度最快的是哪种球？是令人热血沸腾的足球，是挥汗如雨的网球，还是快得看不清轨迹的乒乓球？

　　图源：摄图网

　　答案其实是外形最不像球的羽毛球。

　　目前吉尼斯官方认可的最快的羽毛球记录来自丹麦选手科丁，2017年1月10日，在印度羽毛球超级联赛上，科丁在正式比赛中杀出一记速度高达426 公里/小时（约118 m/s）的杀球。这意味着什么？这个记录中羽毛球的最高速度，比“复兴号”动车组列车最高运行时速（400公里/小时）还要快。

　　图源：Physics of ball sports各种球类运动的最高运动速度

　　羽毛球为什么能飞得那么快？原因其实并不复杂，主要是因为羽毛球比较轻（重量只有5克），并且球拍足够长（不超过680mm）。

　　图源：Annu. Rev. Fluid Mech 各种球的尺寸、重量及速度等基本参数

　　球体在空中的运动往往只受到空气阻力和重力的作用，它的速度一般只会逐渐减小（篮球等例外）。想要获得最快的运动速度，球体需要在离开运动员接触的瞬间获得最大的加速度。相对于网球、足球和其它球体，羽毛球非常轻，因此同等大小的力在它身上则会产生更大的加速度。

　　图源：Physics of ball sports 高尔夫球和羽毛球的挥拍动作

　　最能“飞”的球——高尔夫球

　　高尔夫球是飞得最远的球，单次击球可以移动200米以上，标准高尔夫球场，一般布置18个球洞，总长度要控制在6002～6400米，球场面积50～75公顷（1公顷=10000平方米），实际大小要根据球场的地形来确定。

　　不仅如此，高尔夫还走出了地球，成为了首个星际间的球类运动项目。1971年2月6日，执行阿波罗14号任务的宇航员艾伦·谢帕德（Alan Shepard）挥动球杆在月球上打起了高尔夫球，从而使他成为有史以来第一位，也是目前唯一一位在月亮上打过高尔夫球的人。

　　图源：NASA 正在月球打高尔夫球的宇航员艾伦

　　高尔夫球有一个让人大跌眼镜的现象：越是光滑的高尔夫球，越是飞不远。

　　我们都认为，球形是最完美的形体，表面越是光滑，则在飞行的过程中，球面与大气的摩擦就越少，同等用力的情况下，理应飞得越远。但是，高尔夫球不是这样。

　　图源：《高尔夫50年》高尔夫球的变迁

　　毛根海教授所著《奇妙的流体运动科学》一书中，有这么一个数据：同等条件下，布满小酒窝的高尔夫球，它在飞行中所受到的阻力只有光滑球的一半，而飞行距离是光滑球的5倍。物体在流体中运动时，前后压力差所带来的阻力就叫做“形状阻力”。现代核潜艇使用“水滴型”外形就是为了减少形状阻力。

　　图源：科普中国

　　如上图，顶部的垂直竖版，其形体阻力最大，原因是其后方的“低压区”面积最大，第二个球体的低压区有所减少，直至底部的水滴型，其形状阻力最小。通过流体力学实验，人们发现，光滑的与布满小酒窝的球相比，后者产生的低压区面积更少。球上的无数小酒窝，它可以起到让空气紧贴球面的作用，这使得平滑的气流能顺着球体表面延伸到更靠后的位置时才产生分离。

　　图片来自航空航天工程师Jeffrey A. Scott

　　最受欢迎的球类运动——足球

　　无论是从影响力、参与人数还是赛事热度来看，足球都是当之无愧的世界第一运动。不过今天既然讲到球速和形体阻力的问题，那么我们也一起来看看足球缝线对足球轨迹的影响。

　　图源：百度百科

　　普天同庆足球是2010年南非世界杯决赛阶段设计的新款足球，也是最近几届世界杯中，最饱受批评的一个足球。在它还刚刚面世时，生产厂家就宣传说：这个球只用了8块表皮就将足球拼接完成，完美地包住了内胆，这是史上最圆的足球。

　　然而，这颗球却是守门员的“噩梦”。空气动力学家梅塔博士提出，“粗糙度的大小，决定了出现‘蝴蝶球效应’的最佳临界速度是多少。”

　　蝴蝶球轨迹蝴蝶球指的是球在空中飞行时几乎没有旋转，从而导致它的飞行轨迹不可预测，守门员很难判断。蝴蝶球的原理是球表面上有缝线，在飞行过程中，气流经过缝线时，会产生更多湍流，由于左右不对称，湍流增加了球侧面的偏转力。尾流左右摇摆，飞行飘忽不定，如飞舞蝴蝶。

　　图源：中国科普博览常规足球通常将32块球面通过缝线拼合而成，缝线的总长度以及缝线的深度决定了足球的光滑度，缝线越多越粗糙。常规足球一般在48公里每小时球速时才会产生最大化的“蝴蝶球效应”。

　　而普天同庆足球，由于其总缝线长度很短，导致其成为当时最光滑的足球，经过空气动力学试验，人们发现，在80～88公里每小时球速时，普天同庆才会产生最大化的蝴蝶球效应，而80公里左右时速恰恰是射门，以及任意球的典型球速。

　　END

　　资料来源：央视科教、科普中国、中国科普博览、知乎

　　整理：董小娴

杀出一条“雪”路******

　　寒风呼啸，身着白色伪装衣的武警特战队员脚踩滑雪板穿行于林海雪原间，在运动中瞄准、击发、命中目标。

　　“成绩有效！”对讲机中传来声音，特战队员一个急停摘下防寒面罩，呼出的热气迅速变成一团升腾的雾气。

　　连日来，位于祖国边陲的黑龙江黑河最低气温已突破零下40摄氏度。面对极寒，驻守在这里的武警黑龙江总队黑河支队官兵叫响“越是严寒越向前”的口号，在白山黑水间掀起了“冬季大练兵”的热潮。

　　锻造坚固的“心理盾牌”

　　1月15日，天降大雪，黑河市锦河大峡谷内，一支行军队伍正在雪野中蜿蜒前进。“前方道路被毁，由摩托化机动转入徒步行军。”对讲机内传来指令，官兵们迅速下车、整理装具，向着山林深处进发。“冬季大练兵”的第一个课目徒步行军，正式拉开帷幕。

　　“不就是走路嘛！”第一次参加冬训的新兵周腾飞是南方人，第一次见到大雪的他显得格外兴奋。但队伍行进还不到10公里，原本活蹦乱跳的周腾飞就像霜打的茄子，默不作声地跟在了队伍后面。

　　“先是欢声笑语，然后窃窃私语，最后沉默不语。”入伍13年、经历过13次冬训的二级上士孙彪说，每年新兵参加冬训，都会经历这个过程。

　　“太冷了！跟我之前想的完全不一样！”走在队伍中的周腾飞望着一望无际的雪野开始犯憷，原以为在冰天雪地中行军是一件富有诗情画意的事，没想到徒步行军选的道路尽是些山沟野路，极寒条件下全副武装蹚在齐膝深的雪中，每走一步都要耗费极大体力。除此之外，无人机侦察、小股“敌人”袭扰等接踵而至的“敌情”也让周腾飞应接不暇。没过一会儿，他便汗流浃背，恐寒畏难等情绪开始慢慢出现。

　　“外界环境的变化，势必会导致心理上的应激。只有锻造坚固的‘心理盾牌’，才能适应实战的要求。”该支队支队长张仰勇介绍，“冬季大练兵活动”中，支队积极探索冬训期间心理服务工作新模式：他们抽选军医、卫生员、思想心理骨干成立冬训心理服务小分队，第一时间赶赴驻训地域开展心理服务工作；编印下发《严寒条件下易发心理问题解决20法》《冬训中心理自我调节常识》口袋书，为官兵配备防冻伤小药包；常态化组织冬训防寒保暖知识大讲堂，针对严寒气候环境容易诱发的多种身体、心理问题及解决方法向官兵传授经验。

　　摸清装备“耐寒指数”

　　1月17日晚，在支队的演训场上，装备保障股股长刘浩带着业务骨干对某型侦察仪器进行性能测试，尽管穿着大衣，他们还是冻得直打哆嗦。

　　“零下35摄氏度，某型软管窥镜电池工作效率下降30%，信息传输出现延迟……”刘浩一边讲，一边在本子上记录下此次测试的数据。在他随身携带的记录本上，密密麻麻写满了多种武器装备的“冻”态参数。

　　“和人一样，武器装备也会因环境的改变产生‘水土不服’，摸清各型装备‘耐寒指数’，是提高战斗力的重要前提。”刘浩介绍说，以往冬训，考虑到精密装备造价昂贵、信息化元件怕低温等原因，有的单位在冬训时选择将其“深藏闺中”。

　　“战争不分地域天候，恶劣环境下更能暴露出武器装备平时看不出的问题，要让每名官兵都成为数据采集员。”该支队领导在议战议训会议上一针见血地指出问题所在，随后制订下发《严寒条件下装备效能数据采集手册》，以便随时采集各型装备在不同温度条件下的性能数据。

　　以往从未经历过冬训的武器装备“全员出动”，暴露出的问题和困难自然不少。特战队员刘学在冬训第一天就“冒了泡”。那天滴水成冰，刘学所在小队受命执行侦察搜索任务，没想到“老伙计”竟然“罢工”了。经过检查，是由于长时间低温，电池电压不足，无人机无法起飞。

　　“无人机高空侦察！”对讲机传来指令。情急之下，刘学拆掉无人机电池塞进了大衣里，用自己的体温加热电池……待无人机起飞后，目标早已不见踪影，任务被判定失败。

　　失利后，刘学与战友们集智攻关，很快就为无人机穿上了“棉袄”——他们与厂家技术人员沟通协调，为无人机配备了便携式电池加热器，使用时仅需10分钟即可将电池温度提升至20摄氏度以上。此外，他们还在无人机电池上加装了绝缘贴纸，可以有效减缓无人机飞行过程中的热量损失。

　　除此之外，气温低于柴油凝点时如何避免车辆出现“趴窝”、通过染毒地带防毒面具观察口的雾气如何去除等问题，也在冬训中被一一解决。

　　据悉，此次野外驻训，该支队共总结测试出各类武器装备数据40余项，各型号装备在低温状态下的作战性能得到有效检验，填补了支队寒区作战的数据空白。

　　在冬训现场，笔者看到支队射击教员高黎明通过采集弹着点的分布规律，总结出低温条件下的射击要领，在零下30摄氏度的雪地里打出了5枪50环的好成绩。

　　让靶场与战场深度耦合

　　“距离200米，西北向来风，风速每秒5米……”观察员话音刚落，狙击手刘波果断开枪，成功“击毙”目标。

　　1月20日，大寒，一场实战化实兵对抗演练悄然展开，狙击手刘波执行潜伏狙击任务，在雪地中潜伏近30分钟后，才等到目标出现。

　　“不光打得要准，能在冰天雪地中隐蔽自己和反侦察同样重要。”刘波说。

　　在前不久的一次演习中，刘波所在小队受命对“暴恐分子”实施捕歼，正当刘波和观察员占据任务地域的最佳射击位置之后，意想不到的事情发生了。

　　“砰！”突如其来的枪声打破了山林的寂静，1名队员“遇袭”倒地。

　　“通过枪声判断‘敌人’位于我们西北方向。”刘波迅速判明情况，调整位置并做好射击准备。正当他在瞄准镜内发现“敌人”踪迹，准备射击时，没想到隐藏在另一方向的“敌人”却率先扣动了扳机。

　　“如果这不是演习，那后果将不堪想象。”复盘总结会上，“铩羽而归”的刘波作出深刻反思，“我们只顾着占领整个山谷的最佳射击位置，却忘了‘最佳位置’在顺风顺光的同时也最容易遭‘敌’打击。”

　　该支队作训股股长苏冠华介绍，此次演练，将部队机动至陌生地域，目的就是在陌生环境、实战条件下检验官兵作战能力，但部分官兵存在用惯性思维去适应新战场，情况设想不充分，预案制订不科学的情况，成绩不理想在所难免。

　　雪地机动后没有处理雪地上的脚印、生火取暖烟雾暴露目标等4类10余项脱离实战的问题被摆上台面，官兵们解决问题的同时也推动训练向实战再靠近一步。

　　近日，驻地气温已骤降至零下40摄氏度，但官兵们备战打仗的热情却丝毫不减，多项战法在风雪中接受了近似实战的检验。

　　许家铭 王梓嘉 胡森 中青报·中青网记者 郑天然 来源：中国青年报

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）