小朋友們，你們長大后的夢想是什么，是成為一名老師，去培育祖國的花朵，還是作為運動員為國家?guī)順s譽啊？運動員的種類很多，有跑步的，跨欄的，還有藝術(shù)體操。可是大家知道為什么藝術(shù)體操運動員手中的圓圈拋出后能自動返回嗎？下面就小編來給大家解答一下疑惑吧。

　　圈操是一種藝術(shù)體操。運動員使用的器械是內(nèi)徑80～90厘米的木制或塑料制成的圈，橫截面可以是圓形、橢圓形等，質(zhì)量至少為300克。圈操表演滾動、轉(zhuǎn)動、8字、繞環(huán)、拋接、旋轉(zhuǎn)、鉆圈以及平衡等動作編排而成。

　　在圈操項目的表演中，我們經(jīng)常看到這樣一個有趣的現(xiàn)象：運動員將手中的圓圈拋出，圓圈在地面向前運動了一段距離后還能自動返回運動員的手中，這是為什么呢？

　　物學(xué)家在研究物體的運動時，常常將實際物體簡化為某一想模型來討論。例如，只考慮物體的質(zhì)量，不考慮物體形狀、大小，將其視為一個點的&ld;質(zhì)點&rd;模型；又比如忽略物體在運動過程中形狀的微小改變，將其視為形狀始終保持不變的 &ld;剛體&rd;模型。

　　圈操中的圓圈可以視為剛體，圓圈被拋出后的運動可分解為圓圈隨質(zhì)心（圓心）的平動和繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動。圈操運動員將手中的圓圈拋出的瞬間（假定向左），她除了給圓圈一個向左的初速度外，還使圓圈順時針方向轉(zhuǎn)動起來，即具有了初角速度。圓圈被拋出后在地面上既體向左滑動，又具有順時針的滾動，此時它受到來自地面向右的滑動摩擦力作用。于摩擦力方向與初速度方向相反，圓圈的質(zhì)心向左作減速運動，同時圓圈繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動也減慢。圓圈能否順利返回到運動員手中，何時、何處開始返回，與圓圈被拋出時的初速度、初角速度以及上述兩種減速運動密切相關(guān)，可能會出現(xiàn)三種情況。

　　第一種可能，在圓圈向左滾動且滑動過程中，圓圈繞質(zhì)心旋轉(zhuǎn)的角速度先減小到零，而質(zhì)心向左運動的速度還未減小到零，此時圓圈將繼續(xù)向左運動下去。第二種情況，當(dāng)圓圈繞質(zhì)心旋轉(zhuǎn)的角速度減小到零時，質(zhì)心向左運動的速度也恰好減小到零，此時圓圈將停止運動。第三種情況，當(dāng)質(zhì)心向左運動的速度先減小到零，而圓圈繞質(zhì)心旋轉(zhuǎn)的角速度還未減小到零，此時圓圈在滑動摩擦力作用下，質(zhì)心將反方向向右作加速運動，這樣圓圈就能返回到運動員的手中了。