冬奥会滑冰选手的冰刀有多锋利？速度滑冰是冬奥会最激动人心-四川龙网

速度滑冰是冬奥会最激动人心的比赛项目之一，运动员脚蹬冰刀在光滑如镜的冰面上风驰电掣，真是刺激又过瘾。你知道吗？短道速滑男子500米的世界纪录是由中国选手保持的， 2018年武大靖在平昌冬奥会上以39秒584的成绩夺魁，平均速度达到12.63米/秒（45.47公里/小时），比博尔特10.438米/秒的100米跑纪录高出一截。

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为什么滑冰运动员能这么快？这一方面取决于他们强壮的身体与卓越的技术，同时也跟他们脚下那一对冰刀有关。
我们听到过一种说法：速滑选手用的冰刀非常锋利，冰刀与冰面接触面积小、压强大，刀锋与冰之间产生水膜，于是阻力降到最小。奥运选手的冰刀究竟有多锋利？大多数人都没真实见过，有人说你能拿它来切肉！

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真是这样吗？并不完全对。
学过中学物理的朋友大多还记得钢铁与冰之间的摩擦系数在0.027~0.014之间，但冰为什么滑，科学界却一直有不同的理解。
有人认为对冰面施加压力会导致冰的熔点降低，实验表明当冰面的压强达4.72×10^7Pa时，冰的熔点可以降低到-3.5℃ ，问题在于绝大多数速度滑冰运动员对冰面的压强都小于9.8×10^5Pa ，依据克拉佩龙方程，运动员最多只能使冰刀接触面的温度上升0.07℃ ，北京冬奥会国家速滑馆冰面的温度在-6℃~-10.5℃之间，冰刀产生的压力不足以使冰面熔融。

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当冰刀与冰面快速摩擦，由之产生的热能会不会因为加热冰面而产生水膜呢？
【冬奥会滑冰选手的冰刀有多锋利？】有科学家通过实验和计算得出结论，当一名体重60公斤的运动员穿着宽度为1.5毫米的冰刀在冰面高速滑行时，其摩擦热产生的水膜远小于23微米，这么薄的水层不足以让冰变得更滑。
另一种相对更合理却又突破大家想象力的解释是：冰的表面原本就有一层水，只要冰的温度高于-36℃ ，它的最表层就天然存在水膜，水膜的厚度在1~100纳米之间，也就是几十到上千层水分子的厚度。 1987年的核磁共振实验发现-20℃~0℃之间冰的表面存在一个介于液态水与冰之间形态的薄层，其水分子的转动频率是冰的10万倍，是水的1/25 。

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近年来中国科学家在大量实验的基础上提出一个新模型：-36℃以上的冰从内到外由结晶冰层、无定形冰晶层、冰水混合物层和液态水层共4层构成，这才是冰滑的真正原因。
当冰刀在冰面滑动时，冰表面类似于凝胶状态的冰水混合物层被压实，混合物里的水因“离浆现象”析出，过渡层中的冰粒沿着冰刀运动的方向滚动，下方被压实的部分填补了结晶冰层的缺陷，使得冰刀运动更加顺滑。

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顶尖速度滑冰选手脚下冰刀的厚度大约为1.1毫米，冰刀与冰的接触面不会像切菜刀那样“开刃” ，而是保证两面90°直角。
相信你不会愿意拿速度滑冰的冰刀来切肉，这就跟你用菜刀的刀背切肉一样，相当累人。

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与速度滑冰不同，花样滑冰和冰球运动员穿的冰鞋更加结实，刀刃厚度通常超过3.5毫米。因为这两项运动都要求运动员做各种复杂的动作，突然起动停止、强烈的冲击以及高速旋转需要刀片承受更大的横向作用力和扭曲，刀刃太薄容易折断。

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