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速度滑冰是冬奧會*激動人心的比賽項目之一，運動員腳蹬冰刀在光滑如鏡的冰面上風馳電掣，真是刺激又過癮。你知道嗎？短道速滑男子500米的世界紀錄是由中國選手保持的，2018年武大靖在平昌冬奧會上以39秒584的成績奪魁，平均速度達到12.63米/秒（45.47公里/小時），比博爾特10.438米/秒的100米跑紀錄高出一截。

武大靖一騎絕塵奪冠

為什么滑冰運動員能這么快？這一方面取決于他們強壯的身體與**的技術，同時也跟他們腳下那一對冰刀有關。

我們聽到過一種說法：速滑選手用的冰刀非常鋒利，冰刀與冰面接觸面積小、壓強大，刀鋒與冰之間產生水膜，于是阻力降到*小。奧運選手的冰刀究竟有多鋒利？大多數人都沒真實見過，有人說你能拿它來切肉！

速度滑冰冰刀很鋒利嗎？

真是這樣嗎？并不完全對。

學過中學物理的朋友大多還記得鋼鐵與冰之間的摩擦系數在0.027~0.014之間，但冰為什么滑，科學界卻一直有不同的理解。

有人認為對冰面施加壓力會導致冰的熔點降低，實驗表明當冰面的壓強達4.72×10^7 Pa時，冰的熔點可以降低到-3.5 ℃，問題在于絕大多數速度滑冰運動員對冰面的壓強都小于9.8×10^5 Pa，依據克拉佩龍方程，運動員*多只能使冰刀接觸面的關溫度上升0.07 ℃，北京冬奧會國家速滑館冰面的溫度在-6 ℃~-10.5 ℃之間，冰刀產生的壓力不足以使冰面熔融。

國家速滑館冰面的溫度大約為-6 ℃

當冰刀與冰面快速摩擦，由之產生的熱能會不會因為加熱冰面而產生水膜呢？

有科學家通過實驗和計算得出結論，當一名體重60公斤的運動員穿著寬度為1.5毫米的冰刀在冰面高速滑行時，其摩擦熱產生的水膜遠小于23微米，這么薄的水層不足以讓冰變得更滑。

另一種相對更合理卻又突破大家想象力的解釋是：冰的表面原本就有一層水，只要冰的溫度高于-36 ℃，它的*表層就天然存在水膜，水膜的厚度在1~100納米之間，也就是幾十到上千層水分子的厚度。1987年的核磁共振實驗發現-20 ℃~0 ℃之間冰的表面存在一個介于液態水與冰之間形態的薄層，其水分子的轉動頻率是冰的10萬倍，是水的1/25。

近年來中國科學家在大量實驗的基礎上提出一個新模型：-36 ℃以上的冰從內到外由結晶冰層、無定形冰晶層、冰水混合物層和液態水層共4層構成，這才是冰滑的真正原因。

當冰刀在冰面滑動時，冰表面類似于凝膠狀態的冰水混合物層被壓實，混合物里的水因“離漿現象”析出，過渡層中的冰粒沿著冰刀運動的方向滾動，下方被壓實的部分填補了結晶冰層的缺陷，使得冰刀運動更加順滑。

**速度滑冰選手腳下冰刀的厚度大約為1.1毫米，冰刀與冰的接觸面不會像切菜刀那樣“開刃”，而是保證兩面90°直角。

相信你不會愿意拿速度滑冰的冰刀來切肉，這就跟你用菜刀的刀背切肉一樣，相當累人。

速度滑冰鞋與其它冰鞋不同

與速度滑冰不同，花樣滑冰和冰球運動員穿的冰鞋更加結實，刀刃厚度通常超過3.5毫米。因為這兩項運動都要求運動員做各種復雜的動作，突然起動停止、強烈的沖擊以及高速旋轉需要刀片承受更大的橫向作用力和扭曲，刀刃太薄容易折斷。

花樣滑冰和冰球運動員不要求太高的滑行速度，相反，他們時常需要利用摩擦阻力來改變運動姿態，所以他們的冰刀中間會被打磨出一個圓弧形凹槽，以在兩邊形成尖銳的刀刃。

當冰球運動員急停轉身時，冰刀側面猛力蹬冰，刀刃穿過無定形冰層切入到更加堅硬的結晶冰層里，從而獲得更大的阻力。

花樣滑冰的冰刀前端有一些鋸齒，這主要是方便運動員以腳尖為支點高速旋轉，它的刀刃角度也比速滑冰鞋更小更鋒利，我們能用花滑冰鞋來切菜嗎？

如果你是一個花滑迷，一定會注意到這樣的鏡頭：女運動員將冰刀踩在男選手的大腿上，兩人忘情地翩翩起舞，而男選手并沒有受傷。

盡管花滑冰刀的刀刃比較鋒利，但由于冰刀比較厚，女運動員的體重相對較輕，踩到腿上的壓強小，男選手還算吃得消。

花滑冰刀底部有凹槽

短道速滑運動員在出發線時需要降低身體重心，一只腳保持向前，另一只腳要將冰刀橫過來，保證用*長的刀刃來蹬冰；發令槍響，運動員全力蹬冰向前，刀刃平推冰面，另一只腳則在冰面以*小的摩擦阻力滑行，如此反復交替；進入彎道時，運動員需要將身體盡量向內側傾斜，兩個冰刀輪番提供向心力，避免選手滑出賽道；到了直道再次蹬冰加速。

速滑運動員需要經常打磨冰刀，運動隊通常配備專業的鞋匠來保證冰刀底面比鏡子還光滑，兩側90°刀刃一點兒毛刺都不能有，一切都為了蹬冰的力度*大、在冰面的滑動阻力*小。

這樣的冰刀切不動肉，但它的危險性一點都不低。滑冰選手的速度是如此之快，一旦他們摔出賽道，1.1毫米厚的刀片能在強大沖擊力下瞬間切開皮膚，割斷血管和肌腱，給運動員造成巨大創傷。因此速度滑冰（特別是短道速滑）有非常嚴厲的規則，比賽服裝具有一定的防切割作用，運動員也會格外注意不要讓自己摔倒以避免受傷。