Question

乒乓球前進過程中由于不同的旋轉(zhuǎn)方向會沿不同的徑跡運動。運動員用三種不同的擊球法把乒乓球擊出，請判斷，圖6-10中l(wèi)、2、3三條徑跡哪一種是上旋球（圖中沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)）的、下旋球（圖中沿順時針方向旋轉(zhuǎn)）的，不轉(zhuǎn)球的。說明你為什么認為上旋球應該沿著你所選的徑跡運動。

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動，朝對方飛過去，就像汽車輪胎一樣。由于空氣具有一定的粘滯性，因此當乒乓球轉(zhuǎn)動時，空氣就與球面摩擦，旋轉(zhuǎn)著的球就帶動周圍的空氣層一起轉(zhuǎn)動。上旋球如圖6-10答案-1所示，向左運動的同時，還不斷沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，則空氣流相對于乒乓球來說向右流動，同時球四周的空氣還被旋轉(zhuǎn)的球帶動作逆時針方向轉(zhuǎn)動。這樣球體上方的空氣除向右平動外，還向左轉(zhuǎn)動，兩者方向相反；球體下方的空氣除向右平動外，還向右轉(zhuǎn)動，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)流體壓強與流速的關(guān)系：在氣體和液體中，流速越大的位置壓強越小。所以乒乓球下方的壓強小，上方的壓強大，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。上旋球的特點是飛行幅度高，過網(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動，朝對方飛去。如圖6-10答案-2所示，乒乓球向左運動的同時，還不斷沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，則空氣流相對于乒乓球來說向右流動，同時球四周的空氣還被旋轉(zhuǎn)的球帶動作順時針方向轉(zhuǎn)動。這樣球體上方的空氣除向右平動外，還向右轉(zhuǎn)動，兩者方向相同；球體下方的空氣除向右平動外，還向左轉(zhuǎn)動，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，則球下方的壓強大，上方的壓強小，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。下旋球的特點是在空中飛行的時間長，故上飄飛行距離長，過網(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，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越小”的物理知識。

本題所得出的流速與壓強的關(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，當它們相距太近時就會發(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。