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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 棒球“甜點(diǎn)”的尋找
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類(lèi)：
- 數(shù)理
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 該論文是關(guān)于棒球比賽中最佳擊球點(diǎn)的數(shù)學(xué)建模問(wèn)題。論文基于物理機(jī)理采用計(jì)算機(jī)仿真的研究方法給出了問(wèn)題滿(mǎn)意的答案，并獲得MCM競(jìng)賽二等獎(jiǎng)。該結(jié)果對(duì)提高棒球手的競(jìng)賽成績(jī)有一定的借鑒意義
- 詳細(xì)介紹：
- 本文的目的是建立一個(gè)適當(dāng)?shù)哪Ｐ停业健疤瘘c(diǎn)”。通過(guò)分析“甜點(diǎn)”功能，找出“甜點(diǎn)”與擊出球的速度的關(guān)系，明確擊球中心點(diǎn)，從而達(dá)到解決問(wèn)題的目的?？偟膩?lái)說(shuō)，題中建立了兩種模型。第一個(gè)模型是找到變量eA，它可以測(cè)量出最大能量。然后，根據(jù)能量守恒、擺和碰撞的知識(shí)，又融合了最大的能源和最小的手刺痛的感覺(jué)兩個(gè)因素對(duì)題中的模型進(jìn)行改進(jìn)，用收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和MAPLE等軟件的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，從而找到了更精確的“甜點(diǎn)”位置。第二種模型是基于物理知識(shí)下，進(jìn)行了3個(gè)關(guān)于球棒填充物的簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作，這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，在球棒塞上填充物之后球的出口速度已經(jīng)加快，并且 “甜點(diǎn)”的范圍會(huì)變大。在模型一建立中已經(jīng)做了敏感性分析，并且表明該模型可以預(yù)測(cè)不同球棒材料的不同的擊球行為。因此我們可以得出結(jié)論，鋁制球棒可以使出球的速度變大和擊球的最佳部位區(qū)域擴(kuò)大。最后，論文中還分析了該模型的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并指出該模型具有較高的精度、較強(qiáng)的可行性，只是適用范圍比較窄。
作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 運(yùn)用數(shù)學(xué)模型知識(shí)來(lái)證明和尋找棒球甜點(diǎn)的存在性
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 國(guó)內(nèi)尚未有對(duì)棒球甜點(diǎn)的研究，對(duì)于國(guó)內(nèi)越來(lái)越熱的棒球運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，該研究有利于提高競(jìng)技水平。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 對(duì)于棒球運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)可以很好的提高競(jìng)技水平。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文的目的是建立一個(gè)適當(dāng)?shù)哪Ｐ?，找到“甜點(diǎn)”。通過(guò)分析“甜點(diǎn)”功能，找出“甜點(diǎn)”與擊出球的速度的關(guān)系，明確擊球中心點(diǎn)，從而達(dá)到解決問(wèn)題的目的。總的來(lái)說(shuō)，題中建立了兩種模型。第一個(gè)模型是找到變量eA，它可以測(cè)量出最大能量。然后，根據(jù)能量守恒、擺和碰撞的知識(shí)，又融合了最大的能源和最小的手刺痛的感覺(jué)兩個(gè)因素對(duì)題中的模型進(jìn)行改進(jìn)，用收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和MAPLE等軟件的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，從而找到了更精確的“甜點(diǎn)”位置。第二種模型是基于物理知識(shí)下，進(jìn)行了3個(gè)關(guān)于球棒填充物的簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作，這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，在球棒塞上填充物之后球的出口速度已經(jīng)加快，并且 “甜點(diǎn)”的范圍會(huì)變大。在模型一建立中已經(jīng)做了敏感性分析，并且表明該模型可以預(yù)測(cè)不同球棒材料的不同的擊球行為。因此我們可以得出結(jié)論，鋁制球棒可以使出球的速度變大和擊球的最佳部位區(qū)域擴(kuò)大。最后，論文中還分析了該模型的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并指出該模型具有較高的精度、較強(qiáng)的可行性，只是適用范圍比較窄。
獲獎(jiǎng)情況
- 參加2010年美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模比賽
鑒定結(jié)果
- 獲得國(guó)際二等獎(jiǎng)
參考文獻(xiàn)
- [1] J.J. Crisco and R.W. Greenwald, "Metal baseball bats can outperform wood bats with a similar `sweet spot'," Proceedings of the 24th Annual Meeting, American Society of Biomechanics. Chicago, IL. July 19-22 (2000). [2] F. W. Sears, Mechanics, Heat and Sound, Second Edition, pp. 275-277 (Addison-Wesley, 1950) [3] R. Resnick, D. Halliday, and K.S. Krane, Physics, Fourth Edition., pp. 324-326 (John Wiley & Sons, 1992) [4] K. R. Symon, Mechanics, Third Edition, pp. 216-218 (Addison-Wesley, 1971)
同類(lèi)課題研究水平概述
- 因?yàn)榘羟蜻\(yùn)動(dòng)在我國(guó)流行時(shí)間很短，國(guó)內(nèi)對(duì)于棒球運(yùn)動(dòng)競(jìng)技水平提高的研究還處在初步階段。棒球棒的研究更是少之又少。從技巧性上如何提高比賽的成績(jī)是體育總局應(yīng)該著重考慮的。也是以此為契機(jī)，對(duì)更多的體育運(yùn)動(dòng)設(shè)施進(jìn)行科學(xué)的研究，增強(qiáng)國(guó)家的體育競(jìng)技水平。當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)棒球運(yùn)動(dòng)這項(xiàng)研究的科學(xué)家很少，國(guó)家體育總局只是對(duì)傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)給予較多的研究支持，長(zhǎng)此以往這是有弊端的。如何運(yùn)用基礎(chǔ)數(shù)理科學(xué)知識(shí)對(duì)棒球運(yùn)動(dòng)乃至其他非熱門(mén)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，是有助于提高國(guó)家的創(chuàng)新水平，增強(qiáng)國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界學(xué)術(shù)研究的實(shí)用性水平。我們可以到文獻(xiàn)檢索去搜一下這個(gè)課題，文章幾乎沒(méi)有，更多的是美國(guó)進(jìn)行的研究文章。從中我們可以找到差距。
