小时候，在放学的路上，小朋友们经常喜欢和小伙伴玩一项有意思的游戏——打水漂，比比看谁的石头漂得远、漂的次数多。小小的石头在水面上飞奔，简单而又充满乐趣，然而这样的小游戏背后却有着神奇的科学原理。

关于打水漂，这里还有一个温情的故事。法国有位博士一天和八岁的儿子出去散步。看见河边两个人在玩打水漂，儿子问他，怎样打水漂可以打得更远呢？像千千万万回答儿子问题的父亲一样，他将自己在小时候就精通的打水漂游戏亲身示范给儿子。

世界吉尼斯纪录保持者Kurt Steiner打水漂记录是88次，而打水漂掠过距离最长的世界纪录保持者Dougie Isaacs划出了121.8米的距离。美国从1968年开始，每年都要举办世界打水漂锦标赛，可见外国人对这项休闲运动的痴迷程度。

在2014《自然》（Nature）上，甚至有这样一篇关于研究打水漂的研究，之后还有其他科学家陆陆续续的研究。最终，我们基本可以确定，决定石头能弹多少次主要包括4个参数：初速度（就是石头丢出去时的速度）、转速、入水时石头和水面的夹角，以及石头材质。

◼ 初速度

根据相关的动能公式E=1/2mv²，我们知道，同一块石头，速度越大，动能就越大。即使在碰撞水面的过程中会损失一定的能量，相同情况下，初始平动动能大的，飞得更远。

◼ 转速

石头飞出手时，最好可以自带旋转，这样可以让石头在运动过程中保持一定的稳定性，这其中主要是利用了陀螺仪的原理。较大的自转速度可以使石子在撞击水面使保持姿势不变。也就是说，只要你让它旋转，它就会给你跳跃不停歇。

◼ 角度

科学家使用高速视频照相机等设备不断研究，不断试验，最后得出结论：其他条件相同的情况下，石头首次接触水与水面成20度角时，水漂效果最为完美。因为在这个角度入水时石头和水面的撞击时间最短，损失的能量最少。

◼ 材质

根据研究，要想水漂打得好，石头的选择也很有讲究，扁圆盘状才是最佳，扔起来秒变飞盘。据说伊利湖边的石头最适合打水漂，狂热爱好者每次都去捡几百块石头回来练习。

如果掌握以上四点，充分理解其背后的科学原理，那你基本上是打遍水漂界无敌手，赢到没朋友。

而“打水漂”的应用不仅仅是这么简单。

在犯罪现场往往需要察看血溅痕迹，方程式可以计算出血液在地面上是如何弹起并飞溅出去的，就好像石头在水面上弹跳一样。这种方法可以帮助刑侦专家确定撞击的力量，明确犯罪行为究竟是故意的还是意外事件，甚至还可以判断罪犯所使用的武器。

“打水漂”甚至还有助于研究行星间运动，如一颗流星撞击行星并弹跳的过程。根据撞击所形成的陨坑形状，科学家可以判断流星的年龄。

简单的休闲小游戏，背后隐藏着不凡的科学原理。将生活实际与科学原理结合起来，并应用到实际问题解决中，数学建模功不可没！

思铺学院·高中生数学建模竞赛俱乐部，对接国内外权威数学建模竞赛，研发不同程度的课程内容，由浅入深、由表及里，帮助学生提升攀登国际权威数学建模竞赛巅峰的核心优势。