北京冬奥会里的物理考点

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冰刀是冰上运动的核心装备之一，速度滑冰、花样滑冰、冰球运动都离不开冰刀。了解滑冰的人都知道，冰刀的刀刃是比较锋利的，甚至说是比较危险的。

2010温哥华冬奥会女子3000米接力赛，中国代表队勇夺金牌，在队员们忘情庆祝，与教练拥抱过程中，王濛无意间给队友破了相，队友张会的脸被割伤，事后缝了10针。

你去网上搜一下“冰刀划伤”就会发现，冰刀伤人的案例在赛场上，甚至是训练场上时常发生。

那么问题来了，既然危险，为什么要把冰刀做的这么锋利呢？

简单来说，冰刀设计的很薄，首先是为了蹬冰启动、加速时的抓地力。毕竟刀刃是嵌入冰里的，蹬冰时可以提供一个垂直于冰刀的反作用力。

除此之外，最常见的解释是：增大与冰面的压强从而降低冰的熔点，使得接触点的冰熔化成水膜从而减小摩擦。

干摩擦是发生在固体与固体之间的摩擦，湿摩擦是发生在固体与液体或气体之间的摩擦，相同压力下，后者的摩擦系数比前者小很多。

比如，为了减小机械之间的摩擦，工业上通常会加润滑油，这就是利用湿摩擦较小的特点。再比如，刚被湿拖把清扫过的地面非常的滑，也是因为利用了类似的原理。

冰的表面，比大多数的物体表面都要光滑（据说表层有一层很薄的水膜），但是对于滑冰而言还不够，如果能在冰的表面撒一层水，其摩擦系数会进一步减小。

但现在存在一个问题，如果真的在低温冰面上洒水，水也会很快凝固。那怎么办呢？总不能在冰面上洒润滑油吧？

这时候就需要第二个知识点帮你解答。

对于冰这种晶体来讲，熔化时体积是变小的，在压强比较大的时候，水更倾向变为体积更小的液态，换句话说其熔点会降低。这一点，可以从水的三相图中得到答案。

冰刀之所以做得锋利，是为了通过减小受力面积从而增大与冰面的压强，如此原来接触点部分的冰熔点降低会迅速熔化，从而起到润滑作用。划过的冰面，因为冰刀对冰面压强的消失熔点回升，熔化后的水又迅速结冰了，这就是复冰现象。

在初中物理课中，老师可能会演示一个叫做“绳子穿冰块”的物理实验。

这个实验中，被绳子勒住的地方压强大，接触处的冰因熔点降低而熔化，当绳子穿过之后熔点回升又重新凝固了。

你想过没有，原本松软的雪，为什么捏一下就可以变成硬的雪球？

雪是微小的冰晶，受到外部挤压时熔点降低，发生熔化。捏成雪球后不再给它压力，熔化的部分又重新结冰，把其余没有融化的冻结成型，所以捏好后的雪球可以保持形状。滚雪球时也是利用雪球本身重力，实现雪“熔化”到“凝固”的过程。