運動場上的化學

關于運動場上的化學教學目標了解運動賽場上所蘊涵的化學知識；復習所學相關化學物質的物理性質、化學性質；感受化學與運動的密切關系；通過了解興奮劑的化學組成成分及對人體的危害，樹立正確的比賽觀，理解奧林匹克精神；第2頁,共40頁，星期六，2024年，5月教學重點、難點了解運動賽場上所蘊涵的化學知識；相關化學物質的物理性質、化學性質；感受化學與運動的密切關系；了解興奮劑的化學組成成分及對人體的危害。第3頁,共40頁，星期六，2024年，5月火炬奧運會主會場上，熊熊燃燒的火炬象征著奧林匹克精神?；鹁娴娜剂鲜且夯⊥闅猓–4H10）。液態(tài)丁烷易揮發(fā)、易燃，其火焰風吹不滅、雨淋不熄。第4頁,共40頁，星期六，2024年，5月賽場上，發(fā)令裁判員一聲槍響，運動員勇往直前。槍響后，我們會看到發(fā)令槍中產生了大量白煙，這是什么原因呢？這是因為發(fā)令槍中所用的“火藥紙彈”中含有紅磷和氯酸鉀?？蹌影鈾C時，發(fā)生了化學反應，生成了五氧化二磷（P2O5）白色固體微粒，而成白煙狀。發(fā)令槍第5頁,共40頁，星期六，2024年，5月★足球場上，足球運動員來回奔跑，而綠茵茵的草皮卻安然無恙，這是什么草呢？這是用化學纖維（聚酯纖維、聚丙烯纖維）制成的人工草皮，具有耐磨、耐化學腐蝕等優(yōu)點。第6頁,共40頁，星期六，2024年，5月

高爾夫練習場

第7頁,共40頁，星期六，2024年，5月人造草的特性

全天候性：完全不受氣候的影響，大大提高了場地的使用效率，并且能在高寒、高溫等極端氣候地區(qū)使用。常綠性：天然草進入休眠期后，人造草依然能帶給您春天的感受。環(huán)保性：全場材質均符合環(huán)保要求，人工草坪面層可回收再利用。仿真性：人造草是采用了仿生學原理生產，草坪的無方向性、硬度讓使用者在活動時與天然草上無大差異，彈性良好，腳感舒適。耐用性：經久耐用、不易褪色，特別適用于使用頻率較高的中小學場地。經濟性：一般可保證五年以上的使用壽命。免維護性：基本上沒有維護費用發(fā)生。施工簡便：可在瀝青、水泥、硬沙場地進行鋪設。第8頁,共40頁，星期六，2024年，5月塑膠場地——聚氨脂塑膠材質特性全天候性：任何季節(jié)及溫差、皆維持高水準的品質，而雨后更能立即使用，增加利用時間，提高場地使用率；彈性：具有適度的彈性及反彈力，可減少體力的消耗沖擊吸收性：適度吸收腳部沖擊力，較少運動傷害，長期練習及比賽均適宜；耐候性：不會因紫外線、臭氧、風雨及亞硫酸、瓦斯的污染而褪色、粉化或軟化，并能長期保持其鮮艷的色彩；耐磨性：耐磨耗性小，能滿足各級學校長時間，高使用頻率之需要；耐壓縮性：不會因為器材的重壓而無法恢復原形；抗刺性：即使在受力最大，使用最頻繁的百米起跑點，都不會受到釘鞋或起跑架的破壞；耐沖擊性：具有強韌的彈性層及緩沖層，可吸收強勁的沖擊，表面不會受損；平坦性：施工時使用流動材質，表面平坦，能符合特別要求平坦的比賽場地；接著性：特殊施工處理，在混凝土、瀝青混凝土、木材的基礎上接著性都非常好，可壓制水份上升，無起泡、剝離的現象；安全性：可防止跌倒所發(fā)生的運動傷害，可以使您盡情享受運動的樂趣；經濟性：維護方便，節(jié)省管理費用；美觀性：表面顏色柔和，顆粒狀表層，防止刺眼光線的反射，美觀耐久。第9頁,共40頁，星期六，2024年，5月塑膠場地——使用范圍

跑道、室內外網球、排球、籃球、手球、羽毛球等場地屋頂運動場學校、庭院、幼稚園、公園游戲區(qū)域的防滑地板等。

第10頁,共40頁，星期六，2024年，5月★舉重運動員及有些項目的體操運動員比賽前都要先用一種“白粉”擦手，這是什么粉？這種白粉是碳酸鎂（MgCO3）粉。具有什么作用呢？它具有良好的吸濕性，可以增大手與器械間的磨擦系數，保障運動員比賽時，手不打滑并起保護作用。第11頁,共40頁，星期六，2024年，5月撐竿——是什么做的呢？這是用玻璃纖維作“筋骨”，用合成樹脂作“肌肉”，將它們融為一體而制成的俗名叫玻璃鋼的材料做成的玻璃鋼撐竿。這種玻璃鋼撐竿具有質量經、彈性好、抗拉強度大等優(yōu)點，使運動員用起來得心應手。第12頁,共40頁，星期六，2024年，5月游泳池里碧藍的池水游泳場館內，游泳池里碧藍的池水如大海中的海水一般，清澈透明，這是什么原因呢？這是在池內加入了少量硫酸銅（CuSO4），硫酸銅溶于水后形成了水合銅離子而呈現藍色。硫酸銅還具有殺菌消毒的作用，可以殺滅游泳池里的細菌，使游泳運動員免遭細菌的感染，保障游泳運動員的身體健康。第13頁,共40頁，星期六，2024年，5月

泳池工藝流程圖

泳池水從主回水器經主回水管，在重力和循環(huán)泵的壓力（吸力）下通過循環(huán)水處理設備進行過濾、加熱、消毒等處理，最后重新回到泳池。第14頁,共40頁，星期六，2024年，5月沙池——是什么？

跳遠場上，跳遠運動員奮力跳下“沙池”，而身上卻不會沾上沙土，這是什么沙池？其實沙池里填滿的并非沙子，而是細顆粒的橡膠泥，它具有疏松、柔軟的效果，保障運動員肌膚不會受到損傷。

第15頁,共40頁，星期六，2024年，5月醫(yī)生噴灑的藥劑是一種叫氯乙烷（C2H5Cl）的無色液體。氯乙烷極易揮發(fā)（沸點13.1℃）。當它噴灑在受傷部位時，由于迅速揮發(fā)吸收了皮膚表面及周圍的熱量，使受傷部位溫度驟然下降，而使傷員知覺減退，同時起到鎮(zhèn)痛和局部麻醉的作用。比賽結束后，受傷隊員還須經醫(yī)生進一步檢查，必要時還要給予治療。有的足球運動員在激烈的競爭中不幸受傷，醫(yī)生在其受傷部位噴灑一些藥劑。片刻后，運動員又繼續(xù)參加比賽。是什么靈丹妙藥使運動員的傷好得這么快？第16頁,共40頁，星期六，2024年，5月游泳衣：跳水、游泳運動員穿的游泳衣是超細的尼龍纖維和聚酯纖維織成的布做成的。這種布做成的游泳衣，具有高彈性，不易吸水，質輕，透氣性能好等優(yōu)點，使運動員游得更快。沖浪運動的帆板：是用泡沫塑料壓制成的。第17頁,共40頁，星期六，2024年，5月興奮劑什么叫做“使用興奮劑”？

被國際奧委會認可的“使用興奮劑”的定義為：“給予參加比賽的運動員使用任何體外異物，或任何異常劑量的或通過任何異常途徑攝入體內的生理物質。其唯一的目的在于以人為的不正當手段提高競賽中的運動成績?！?/p>

第18頁,共40頁，星期六，2024年，5月運動員為什么要使用興奮劑？在所有的比賽場上，運動員使用興奮劑都是出于本質上相同的原因，即希望靠興奮劑來奪取比賽的勝利?，F代競技體育建立在進取、拓展和成就的理想之上。體育是一個可以測量和比賽人類所能達到的能力的舞臺。奧林匹克理想把人類在體育運動中崇尚進取的愿望集中表述為“更快、更高、更強”。然而，在科學技術高速發(fā)展、訓練水平和運動成績突飛猛進的今天，要奪取體育比賽的勝利已經越來越難。

第19頁,共40頁，星期六，2024年，5月為什么要禁止使用興奮劑？使用興奮劑有害健康

科學研究證明，使用興奮劑會對人的身心健康產生許多直接的危害。使用不同種類和不同劑量的禁用藥物，對人體的損害程度也不相同。一般說來，使用興奮劑的主要危害如下：

出現嚴重的性格變化產生藥物依賴性導致細胞和器官功能異常產生過敏反應，損害免疫力引起各種感染（如肝炎和艾滋?。?/p>

第20頁,共40頁，星期六，2024年，5月使用興奮劑是不道德的運動員使用興奮劑是一種欺騙行為。因為，使用非法藥物與方法會讓使用者在比賽中獲得優(yōu)勢，這種違法行為不符合誠實和公平競爭的體育道德。

現代體育運動最強調公平競爭的原則。公平競爭意味著“干凈的比賽”、正當的方法和光明磊落的行為。使用興奮劑既違反體育法規(guī)，又有悖于基本的體育道德。使用興奮劑使體育比賽變得不公平，運動員們不再處于平等的同一起點。第21頁,共40頁，星期六，2024年，5月興奮劑檢查包括哪些程序？

所有的興奮劑檢查都必須按照國際奧委會或國家體育管理機構事先規(guī)定的程序進行。以下簡要介紹一些最重要的檢查程序：

興奮劑檢查只可以由已獲得資格的興奮劑檢查官員（最少兩人）進行。檢查設備包括盛尿的量杯、玻璃瓶、封口設備、檢查記錄單以及檢測尿樣pH值和尿比重的條帶等。

1)接受檢查的運動員被按照事先定好的抽查原則叫入檢查室。2)運動員自己挑選一個盛尿的量杯，當著一名同性檢查官員的面留取尿樣（至少75ml），取尿時不得有其他運動員在場。

3)運動員自己從幾套未使用過的A、B瓶中挑選一套，先將尿樣倒入A瓶（至少50ml）,然后再倒入B瓶（至少25ml）。經檢查官員檢測，如果尿比重低于1.010或pH值不在5～7之間，運動員則必須重新留取另一份尿樣。4)運動員自己挑選兩個顯示A和B的號碼牌并分別貼在尿樣瓶上，蓋緊并密封瓶子后，將瓶子放進能插入印有號碼的防拆安全卡的包裝盒里。5)運動員如果在最近三天內服用過什么藥物、維生素或健康補劑，必須如實登記在檢查記錄單上，并親筆簽字。如果運動員或其陪同認為檢查未按規(guī)定程序執(zhí)行，應把自己的看法和說明寫在檢查記錄單上。6)采集到的尿樣必須由指定的監(jiān)護運送人簽單驗收，并按照規(guī)定程序盡快送到指定的檢測實驗室。當尿樣到達實驗室后，必須在興奮劑檢查官員的監(jiān)督下，按照嚴格的步驟檢查有無偷換和破損并簽收據，然后才能送交檢測。第22頁,共40頁，星期六，2024年，5月國際奧委會《禁用物質種類與禁用方法》名單，也就是通常所說的禁用興奮劑名單包括以下三個組成部分：（1）

禁用物質種類；（2）禁止使用的方法；（3）受一定限制的藥物。

第23頁,共40頁，星期六，2024年，5月禁用物質種類

禁用物質共分為五大類，每類都列有舉例名單，并且名單的最后寫明“……及相關物質”。刺激劑

首先是作用于中樞神經系統(tǒng)的刺激劑，如苯丙胺和可卡因等。這類藥物的主要作用，是靠抑制身體的自然警報系統(tǒng)和減輕"過度用力"引起的疼痛感來增強自信心和進取心，增強耐力和力量。其他作用還包括增加心律、血壓和能量代謝。

另一類刺激劑主要作用于心血管和呼吸系統(tǒng)，如腎上腺素、麻黃素和咖啡因。其作用是增加心律、血壓和肌肉血流量，擴張呼吸道、增加肺通氣量。

使用刺激劑帶來的副作用是心悸、呼吸急促、口干和出現泌尿系統(tǒng)問題。如果在進行高強度運動時服用大劑量的刺激劑，可導致呼吸和循環(huán)衰竭，甚至引起心臟衰竭而造成死亡。對中樞神經系統(tǒng)的危害引起的副作用包括焦慮煩躁、神經緊張、易怒和失眠。有些刺激劑還會引起性格改變，使人表現出攻擊性和暴力行為，或出現注意力難以集中、閱讀困難等現象，有時還會引發(fā)妄想癥和精神病。應特別指出的是，使用可卡因和苯丙胺還會成癮，常常導致犯罪。第24頁,共40頁，星期六，2024年，5月2.麻醉劑

常見的麻醉劑有嗎啡、乙基嗎啡、度冷丁和可待因等。這類藥物主要是通過直接作用于中樞神經系統(tǒng)而抑制疼痛的產生。有些這類藥物也有刺激作用，其他一些則有鎮(zhèn)靜或抑制作用。運動員使用麻醉劑會成癮，引起嚴重的性格改變。其他副作用包括使人變得冷漠、神思恍惚，出現惡心和低血壓等。超劑量服用麻醉劑可造成生命危險，濫用麻醉劑者容易卷入暴力行動和犯罪活動。第25頁,共40頁，星期六，2024年，5月3.蛋白同化制劑（合成類固醇）

所有的合成雄性激素類固醇都有與睪酮相似的化學結構。這類藥物除具有增加肌肉塊頭和力量，并在主動或被動減體重時保持肌肉體積的作用外，還具有雄激素的作用。

此外，還可加快訓練后的恢復，有助于增加訓練強度和時間。但是，如果不同時進行系統(tǒng)的力量訓練，服用這類藥物就沒有增長肌肉的作用。

第26頁,共40頁，星期六，2024年，5月合成雄性激素類固醇具有許多危險和嚴重的副作用，主要包括：導致心理與行為異常大劑量服用常會出現發(fā)怒、暴力傾向等躁狂癥行為，以及神經系統(tǒng)障礙和失眠。少數人會出現幻覺，許多人患妄想狂和精神病。濫用此類藥物者性格變化極大。停藥綜合癥

濫用藥物者停止用藥幾天或幾星期后，即可出現停藥綜合癥。

心理方面的停藥癥狀包括各種精神和心理障礙，如神經質、焦慮不安、感覺不適、嗜睡、注意力不集中、性欲減退、沮喪、自殺意念，甚至出現自殺行為。在此階段，運動員很容易成為其他成癮藥物的依賴者。

身體方面的停藥癥狀包括自感渾身無力、工作和訓練能力下降、睪丸萎縮和陽痿，通常肌肉和關節(jié)還會出現不適或疼痛。

第27頁,共40頁，星期六，2024年，5月對身體的有害作用

如果是女運動員使用合成雄性激素類固醇，則會因改變了體內的激素平衡而出現一系列的身體變化，例如：面部汗毛和體毛增生、痤瘡、嗓音低沉、脫發(fā)、乳房扁平、陰蒂肥大和月經不調。如果兒童或青少年運動員服用了這類藥物，則會使身高停止增長。這類藥物對男運動員的危害包括丘疹、前列腺增生、睪丸疼痛、精液過少、禿頂、乳房女性化以及因內源性睪丸激素產生不足而導致陽痿。長期服用合成雄性激素類固醇會增加患心血管病的危險，還可引起嚴重的肝、腎損害和肝癌。此外，還容易造成肌腱損傷。

第28頁,共40頁，星期六，2024年，5月4.利尿劑在那些按體重分級別進行比賽的項目中，運動員稱量體重前使用利尿劑快速減體重，或在興奮劑檢查時利用它沖淡尿液以遮蔽尿中的違禁物質。大劑量和長期使用利尿劑可使尿中的鹽和電解質過度流失，破壞體內的電解質平衡。因體液流失而導致大幅度減體重，會引起腹部和小腿肌肉痙攣。更為嚴重的是，還有可能因導致心律不齊或心臟衰竭而危及生命。據國外報道，國際健美比賽中已有一些運動員因大劑量使用利尿劑而死亡。第29頁,共40頁，星期六，2024年，5月5.肽和糖蛋白激素及類似物（1）絨毛膜促性腺激素（hCG）被用于刺激睪丸中睪丸激素的形成。

（2）促腎上腺皮質激素(ACTH)

具有刺激腎上腺皮質的作用，可使其產生更多的皮質醇。皮質醇及合成類似物可減輕肌腱和關節(jié)的炎癥，具有止痛和消炎的作用。

（3）人體生長激素（hGH）具有合成代謝作用，可增長肌肉塊頭。還能促進人在兒童期和青少年期骨的生長，并加強肌腱和增大內部器官。肽激素（hCG和hGH）幾年前才由人和動物（猴、牛）的生物物質（尿、垂體）制成，具有傳染病的危險。使用人體生長激素將會帶來感染致命疾病（如艾滋病）的高度風險，迄今已有因使用生長激素而感染腦病毒致死的記載。過量使用生長激素可降低胰島素敏感度，引起不耐葡萄糖。據國外報道，80%的生長激素使用者患了糖尿病，需要胰島素治療。其他副作用包括月經紊亂、性欲減退和陽痿等。

（4）紅細胞生成素（EPO）紅細胞生成素是人體腎臟中可自然產生的一種激素，具有促進紅細胞增生及維持血中紅細胞數穩(wěn)定的作用。運動員濫用EPO嚴重威脅自身健康，由于額外增加了血液中的紅細胞數量比，可使血流明顯減慢，引發(fā)高血壓、腦病發(fā)作，造成組織缺氧、凝血加快，會導致靜脈血拴、肺拴塞、肌肉感染或中風。英國曾報道，有19名荷蘭和丹麥自行車運動員死于使用EPO。

第30頁,共40頁，星期六，2024年，5月禁止使用的方法分為兩類：1.血液興奮劑

研究表明，比賽前幾天通過輸血增高紅細胞水平，可在一定程度上提高長時間耐久力項目的運動成績。

使用血液興奮劑有兩種途徑，一是自身血液回輸，另一種方法是異體輸血。無論采用哪種輸血方法，都有難以避免的損害健康的危險。

輸血使人體內的血量突然增加，會引起血壓升高，加重心臟負擔，造成超負荷，出現心力衰竭或代謝性休克。如果輸入他人的血，則會出現過敏反應或因血型不合引起急性溶血反應，以及帶來感染病毒性肝炎和艾滋病的危險。

第31頁,共40頁，星期六，2024年，5月2.藥物的、化學的和物理的篡改方法

非法使用興奮劑的運動員總是千方百計地尋找和關注一些新的藥物和方法，也就是一些具有遮蔽作用、能改變尿樣的完整性和確實性，使原本應為陽性的尿檢結果改變?yōu)殛幮缘奈镔|和方法。例如：導尿、替換尿樣，或使用丙磺舒及其相關化合物來抑制腎臟的分泌，以及使用表睪或布羅曼坦來改變睪酮和表睪的測量值等篡改尿樣的方法。

國際奧委會規(guī)定：無論使用禁用物質或方法成功還是失敗，只要是使用了或企圖使用上述的禁用物質或方法，就是不折不扣的違禁行為。第32頁,共40頁，星期六，2024年，5月受一定限制的藥物共分為五類：1.乙醇

乙醇不正式禁用，但在某些項目的比賽中可能會進行乙醇檢查，其結果可能導致制裁。2.大麻

大麻不正式禁用，但在國際單項體育聯合會和有關負責當局同意的情況下，可進行檢查，其結果可能導致制裁。由于大麻屬于一種毒品，其危害是顯而易見的。3.局部麻醉劑在某些規(guī)定的情況下允許使用注射用局部麻醉劑。由于有止痛作用，所以有時會掩蓋傷情，結果耽誤了治療，反而加重了運動損傷。

4.皮質類固醇除某些特殊情況外，一般禁止使用。通常用于消除關節(jié)、肌腱和肌肉的炎癥，也有止痛作用。

第33頁,共40頁，星期六，2024年，5月5.b-阻斷劑

在國際單項體育聯合會和有關負責當局同意的情況下，可進行檢查，其結果可能導致制裁。這類藥物可降低心律，使肌肉放松，減輕比賽前的緊張和焦慮，有時還用于幫助休息和睡眠。其副作用是可能導致突發(fā)性支氣管痙攣，引起中樞神經系統(tǒng)的抑郁癥狀，或導致男子性功能異常（如陽痿）。第34頁,共40頁，星期六，2024年，5月感冒藥與興奮劑感冒對運動員來說是最普通的疾病，但又是在大型比賽期間發(fā)生率最高的疾病。因此，運動員服用感冒藥的機會較多，而感冒藥中含有興奮劑成份，隨便使用禁用藥物的后果不堪設想，必須十分注意。第35頁,共40頁，星期六，2024年，5月一、感冒藥中的興奮劑成份：

感冒時從醫(yī)生或藥店那兒得來的感冒藥中一般含有的興奮劑成份是麻黃堿類和咖啡堿類。作為止咳成分的可待因在