为什么艺术体操运动员手中的圆圈抛出后能自动返回

　　小朋友们，你们长大后的梦想是什么，是成为一名老师，去培育祖国的花朵，还是作为运动员为国家带来荣誉啊？运动员的种类很多，有跑步的，跨栏的，还有艺术体操。可是大家知道为什么艺术体操运动员手中的圆圈抛出后能自动返回吗？下面就小编来给大家解答一下疑惑吧。

　　圈操是一种艺术体操。运动员使用的器械是内径80～90厘米的木制或塑料制成的圈，横截面可以是圆形、椭圆形等，质量至少为300克。圈操表演滚动、转动、8字、绕环、抛接、旋转、钻圈以及平衡等动作编排而成。

　　在圈操项目的表演中，我们经常看到这样一个有趣的现象：运动员将手中的圆圈抛出，圆圈在地面向前运动了一段距离后还能自动返回运动员的手中，这是为什么呢？

　　物学家在研究物体的运动时，常常将实际物体简化为某一想模型来讨论。例如，只考虑物体的质量，不考虑物体形状、大小，将其视为一个点的&ld;质点&rd;模型；又比如忽略物体在运动过程中形状的微小改变，将其视为形状始终保持不变的 &ld;刚体&rd;模型。

　　圈操中的圆圈可以视为刚体，圆圈被抛出后的运动可分解为圆圈随质心（圆心）的平动和绕质心的转动。圈操运动员将手中的圆圈抛出的瞬间（假定向左），她除了给圆圈一个向左的初速度外，还使圆圈顺时针方向转动起来，即具有了初角速度。圆圈被抛出后在地面上既体向左滑动，又具有顺时针的滚动，此时它受到来自地面向右的滑动摩擦力作用。于摩擦力方向与初速度方向相反，圆圈的质心向左作减速运动，同时圆圈绕质心的转动也减慢。圆圈能否顺利返回到运动员手中，何时、何处开始返回，与圆圈被抛出时的初速度、初角速度以及上述两种减速运动密切相关，可能会出现三种情况。

　　第一种可能，在圆圈向左滚动且滑动过程中，圆圈绕质心旋转的角速度先减小到零，而质心向左运动的速度还未减小到零，此时圆圈将继续向左运动下去。第二种情况，当圆圈绕质心旋转的角速度减小到零时，质心向左运动的速度也恰好减小到零，此时圆圈将停止运动。第三种情况，当质心向左运动的速度先减小到零，而圆圈绕质心旋转的角速度还未减小到零，此时圆圈在滑动摩擦力作用下，质心将反方向向右作加速运动，这样圆圈就能返回到运动员的手中了。