东京奥运会男子跳高冠军跳高2.37米，男子撑竿跳高冠军跳高6.02米。

目前男子撑竿跳高世界纪录是6.18米，也是封存近30年的男子撑竿跳高2.45米世界纪录的2.5倍！< /p>

瑞典选手阿曼德·杜普兰蒂斯，东京奥运会男子撑杆跳冠军，也是目前的世界纪录保持者

为什么光靠一根杆子就能跳的这么高？

承野杆 古代人们用木杆过溪、翻高墙、骑马，逐渐将撑杆跳演变为一项体育运动。撑杆跳早在1896年的第一届奥运会上就被列入正式比赛项目。

纵观奥运会100年的历史，没有一项田径项目有像撑杆跳一样实现了如此巨大的世界纪录增长：从最初的3.3米到去年的6.18米。几乎翻了一番！

主要的奥秘在于大括号。

撑杆跳高记录随着撑杆材料的进化而不断提高。撑杆材料的发展大致经历了木杆、竹杆、金属杆和复合杆（包括玻璃纤维GFRP、碳纤维CFRP、凯夫拉纤维KFRP等）四个阶段。世界纪录也从实木杆的3.3米增加到空心竹杆的4.77米，空心金属杆的4.8米，以及玻璃纤维和碳纤维杆的6.18米。

支柱材料的演变与世界纪录密切相关、玻璃纤维、碳纤维等复合撑杆的出现，为撑杆跳这项运动项目之一带来了新的飞跃。

有撑杆跳“沙皇”之称的布布卡，1983年至1997年6次夺得世锦赛冠军，35次刷新世界纪录，创下撑杆跳世界纪录.在该领域的统治地位长达 15 年。无独有偶，从1998年到2013年的15年间，伊辛巴耶娃几乎统治了整个女子撑杆跳比赛，28次打破世界纪录。优秀的运动员依靠撑杆技术的革命，结合完美的技术，最大限度地发挥身体机能，并部分弥补因衰老造成的身体机能衰退，从而孕育撑杆跳常青树。 “一公分先生”与“一公分女王”的精彩故事（每次提高世界纪录1厘米）。

伊辛巴耶娃在游戏中（图片来源：Agence France-Presse )

也是因为对极点的依赖。撑杆跳也是事故最多的运动之一。据不完全统计，进入21世纪以来，撑杆跳发生了30多起灾难性的伤害事故。除了落地意外受伤，支柱的断裂也是运动员的噩梦。如何“弯不弯”是设计者在提高撑杆性能极限和保证运动员安全之间必须面对的矛盾。

2012 年伦敦奥运会惊险场面，古巴支持当撑竿跳高巨星拉佐博格斯起飞，杆子突然断成三块

杆子：跃升至极限的“能量转换器”

从撑杆跳过程中，我们不难发现能量转换问题：撑杆是整个过程的“能量转换器”，将运动员的动能转化为撑杆。弹性变形能，然后撑杆伸直，将储存的弹性变形能转化为运动员的势能，使其达到高点；然后它利用肌肉收缩完成最后的引体向上，从而越过最高点。

撑杆跳过程示意图

同样是支柱。是什么让“柔性”的玻璃钢支柱比“刚性”的木杆有了质的突破？接下来，让我们进行两代的struts。对比，看看力学原理的不同。

左为木杆柱塞示意图，右图为玻璃纤维杆柱塞脱杆示意图

运动员在杆柱塞脱杆过程中，先将杆插入孔斗中，运动员然后将弯曲杆并起飞。 “刚性”的实木杆，由于其弯曲刚度高，会“直”把运动员像“跷跷板”一样推向高处。储存的弹性应变能低，施加在身体上的力仍然很大。设计为中空薄壁结构的“柔性”玻璃纤维支架，弯曲刚度低，挠度大，产生高弹性应变能；并且弯曲的支架可以减少力矩，这意味着运动员可以提高抓地力。因此极点进一步增加了最大高度。

我们知道弯曲刚度与支柱的弹性模量和转动惯量呈正相关。可以通过减小木杆直径来降低抗弯刚度吗？答案很明显是不可能的，因为还有一个限制因素就是木杆的强度低，容易出现“弯不过弯”的情况。因此，力学原理的应用和材料科学的进步，都包含在这个“百足”的发展之中。

如何选择“弯而不弯”的撑杆材料？

好的撑杆应该尽可能的运动员冲刺的动能转化为可储存的弹性势能。

（警告：下面进入专业模式！）

简单来说，弹性势能的大小为约等于载荷-变形图中中间曲线包围的面积。如下图所示，在相同载荷下，“越软”的材料（弹性模量或变形刚度越小）包围的面积越大，储存的势能越大，即弹性模量越小，提供给运动员的“支持”就越大。

文章来源：《力学与实践》 网址: http://www.lxysjzz.cn/zonghexinwen/2021/0809/646.html