作者：大神团·卢云深
作者介绍：卢云深，新东方聪颖学堂授课老师，清华大学机械工程与自动化学士，清华大学材料科学与工程专业硕士。
在刚刚过去的东京奥运会，各国运动员都本着体育精神奋力拼搏，以期获得好成绩。而这其中的不少运动，例如足球、篮球、排球、乒乓球、网球甚至标枪和射箭等，都和我们中学阶段所学的抛体运动有关。
今天笔者在这里就来给大家详细解读一下抛体运动的特征，以及抛体运动的物理学知识能够如何帮助运动员取得更好的成绩。
在铅球、链球、标枪这种类型的竞赛中，运动员追求的是斜抛运动的最大射程。当我们将投掷物的运动视为水平面上的斜抛运动时，可以很容易得计算出当出手时投掷物相对地面的仰角在45°的时候有最大射程。
证明如下：
因为投掷物的出手初速度V只与运动员的肌肉力量有关，因此可以将出手初速度近似视为定值，初速度方向与水平面的夹角为α。
代入以上各物理量数据，假设巩立姣最后一投得到的20.58米个人最好成绩就是她投掷的理论最大射程，可以计算出她所投出铅球的初速度为13.4m/s；
利用几何绘图软件，输入上述射程公式可以画出铅球投掷射程随抛射仰角变化的图像。横坐标表示抛射仰角的弧度制数值，纵坐标表示投掷铅球的水平距离。
可以计算出，巩立姣投掷铅球的最佳出手仰角α=42.3°。
若其出手角度仍精确按照45°进行铅球投掷，则其最大射程将由20.58米下降8cm到20.50米；若其出手角度再稍微偏高2.5°，既以47.5°角投掷，其最大射程将由20.58米迅速下降至20.29米。
这对于奥运会这样的高水平比赛来说，很可能就是金牌与银牌的差距了。（这次就算是20.29米，还是金牌）
因此，运动员在平时训练的过程中也都需要注重科学，利用物理学等科学原理找出身体运动的最佳姿势，之后在一遍又一遍的练习中不断逼近这种最佳的状态，形成肌肉记忆，这才有可能在顶级比赛场上获得优胜。
比如本届奥运会百米短跑中跑出9秒83的苏炳添，他跑100米要精确到47步，其中起跑器距离起跑线的距离、起跑器上两个踏板的距离、起跑时前后腿的倾斜角度、起跑后腿与地面的距离、每一步的步长等等，都要有生物力学专家根据科学算出最佳的数值。
跑动时摆臂的幅度，大腿与小腿的角度等等甚至都要达到0.1°的精度范围。
所以说，奥运赛场上的奖牌，不仅代表着运动员意志与体能的极限，更代表着科学技术的高度。在我国运动健儿每日勤加苦练提升成绩的同时，我们也需要更多的科学技术人员，从物理和数学的角度，为运动员提供更专业的指导。
作者介绍：卢云深，新东方聪颖学堂授课老师，清华大学机械工程与自动化学士，清华大学材料科学与工程专业硕士。本文原创自新东方聪颖学堂（ID：zhihuixuetang_xdf），与精英为伍，成就未来精英。