要看热闹，更要看门道！换个学科角度再看北京冬奥

从本届冬奥会开幕以来，冰墩墩、谷爱凌等冬奥会顶流相继刷爆整个互联网，一夜间全民皆知。而在冬奥会中，其实也“藏”着许多有趣的冬奥知识点，你get到了吗？在观赛的同时，不妨引导孩子一起从学科知识的视角，来“看门道”！

1.从数学视角看北京冬奥

01跳台滑雪轨迹：抛物线

青蛙公主谷爱凌的夺冠第三跳为例，选手的助滑速度可达到24米/秒，在运动员滑行的时候，我们将会看到一条优美的抛物线，其运动轨迹可抽象为二次函数图像，问运动员离地最大高度？

02

谷爱凌的1620°：角度

2月8日，北京首钢园，北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛，谷爱凌完成高难度1620°的第三跳后，以总分188.25分获得冬奥会历史上首枚自由式滑雪女子大跳台金牌。从1080、1440到1620度，难度超级加倍，而1620°的周转体是身体绕自己上下体轴转四圈半。四圈半在腾空状态完成，难度相当的大。

03

比赛计分方式：平均数

2月9日，北京冬奥会单板滑雪男子U型场地技巧资格赛中，中国小将高弘博出战，由于在赛前训练中脚踝骨折受伤，他只做了一些基础动作，最终只拿到了最低的15分。那么这个项目的分数是如何计算得出的呢？在单板U形池比赛中，一名单板滑雪运动员滑完后，五名裁判分别打出81分、89分、83分、88分、84分，计算时去掉最高成绩和最低成绩，请问该运动员的最终得分是多少？

04

冰壶项目、花样滑冰：平移与旋转

冰壶项目是在一个水平面上进行平移运动，花样滑冰的旋转类别有三种，分别是直立旋转、雁式旋转、和蹲踞旋转。

2.从英语视角看北京冬奥

让我们一起来看看各大媒体是如何报道北京冬奥会开幕式的吧！

China Daily： Splendid opening ceremony raises curtain on Games.splendid：极佳的；华丽壮美的

International Olympic Committee (IOC): The XXIV Olympic Winter Games kicked off in spectacular fashion with a stunning Opening Ceremony at the Beijing National Stadium.stunning：极有魅力的；绝妙的

National Broadcasting Company(美): a spectacular technology-driven visual showspectacular：壮观的；令人惊叹的

The Guardian(英): an understated but beautifully realized opening ceremonyunderstated：低调的；淡雅的；不过分的beautifully realized：完美呈现的

习近平总书记说：中国有信心为世界奉献一场简约、安全、精彩的奥运盛会！那么，你想用什么词来夸一夸这场引人注目、精彩绝伦的开幕式呢？

冬奥会的一些项目相对比较小众，今天，我们还为大家整理一些关于冬奥会的英语小知识，大家自己来充充电吧。

03冬奥会项目

1. Alpine Skiing 高山滑雪

2. Biathlon 冬季两项

3. Bobsleigh 雪车

4. Cross-Country Skiing 越野滑雪

5. Curling 冰壶

6. Figure Skating 花样滑冰

7. Ice Hockey 冰球

8. Luge 雪橇

9. Nordic Combine 北欧两项

10. Freestyle Aerials 自由式滑雪空中技巧

11. Freestyle Moguls 自由式滑雪雪上技巧

12. Freestyle Ski Cross 自由式滑雪障碍追逐

13. Freeski Slopestyle 自由式滑雪坡面障碍技巧

14. Freeski Halfpipe 自由式滑雪U型场地技巧

15. Freeski Big Air 自由式滑雪大跳台

16. Short Track Speed Skating 短道速滑

17. Skeleton 钢架滑雪

18. Ski Jumping 跳台滑雪

19. Snowboard Parallel Giant Slalom 单板滑雪平行大回转

20. Snowboard Cross 单板滑雪障碍追逐

21. Snowboard Slopestyle 单板滑雪坡面障碍技巧

22. Snowboard Halfpipe 单板滑雪U型场地技巧

23. Snowbaord Big Air 单板滑雪大跳台

24. Speed Skating 速度滑冰

3.从地理视角看北京冬奥

01 举办地区位

1960年以来，历届承办冬奥会的东道主城市们都位于北半球，大致分布的纬度范围是35°N—65°N。这是冬奥会的举办的时间所决定的，当然更是气候条件驱使的。

冬奥东道主区位特点

位置最南的是日本长野（1998），最北的是挪威（1994）。在“个头”方面，美国斯阔谷（1960）海拔最高（1880米）。加拿大温哥华海拔最低（21米）。北京海拔55米左右，但是协办城市张家口的海拔接近716米，二者的“平均身高”不算矮哦。

北京是温带季风气候，近12年来二月平均最高气温为6℃、最底为-5℃，降水量均值为5.1毫米，是东道主当中比较愁水的城市。俄罗斯索契在办奥运会时二月最高温度达到了20℃，成为最暖和的奥运举办地。而日本札幌则以100多毫米的月降水成为了东道主中最不缺水的城市。

北京“双奥之城”的优势

北京的地理纬度为40°N左右，属北温带地区，又处亚欧大陆东部、华北北部，为典型的温带季风气候区，气候特征表现为夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，四季分明。所以从奥会比赛项目来看，夏季、冬季的赛事均适合在北京的冬夏季举办。

张家口区位

冬季气候寒冷，降雪量大，存雪期长；山地地形条件适宜开展滑雪运动；距离北京较近，交通通达度高，能够保障两地间的联系；张家口冬季运动设施完善；多次举办冬季运动国际大赛，经验丰富。

02 开幕式

雪落无声，玉龙飘洒，浸润万物

天寒未必会降雪。要降雪，需要两个条件。水汽达到饱和，进一步冷却至露点温度一下，水汽会发生凝华。空气中含有凝结核。由于雪花是由冰晶增大形成的，而冰晶的分子多为六角形，所以雪花也多是六角形的。

开幕式选在晚上8点

北京（东八区）20点时，国际日期变更线和自然日界线重合，180°为0时，全球处于同一天。

24节气倒计时

上古的先民将人类文明的序幕徐徐拉开，天体运行的规律上演千年。时岁熔熔，时令、物候、气候，缓缓吟诵着人类探寻自然密码的种种……华夏深邃的文化底蕴和浓厚的民族积淀一览无余。农业的发达是人类进入文明和传承的先行，也是基础。

56个民族传递国旗

黄河奔腾倾泻而下

母亲河倾泻而下，黄河是塑造了华夏文明的主力，华夏儿女永远亲如一家。

03 比赛中

冰壶材料的地质形成过程

制作冰壶的材料为花岗岩，为地下岩浆在内压力作用下，向上运动，侵入地壳，冷却凝固之后形成。

来自上地幔上部的软流层的岩浆，沿着地壳薄弱部分向上喷发，侵入岩石圈，冷却凝固被称作侵入岩。花岗岩是岩石圈中较为常见的侵入岩。许多山脉的核心部分都是花岗岩。

冰壶的主要部分就是一块整石，一块花岗岩材质的石头，并且是一块不含云母的苏格兰天然花岗岩。一个冰壶石，周长大约为91.44cm，从壶的底部至顶部的高度大约11.43cm，冰壶本身连同壶柄和壶栓的重量总共约19.96公斤。

世界上所有的优质冰壶所用材质，大都是产自苏格兰近海的一个小岛的天然花岗岩。因此苏格兰人掌握着世界顶级的冰壶制造技术。

4.从物理视角看北京冬奥

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2020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2003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。