鲨鱼配合镜头游动的运动规律
鲨鱼配合镜头游动的运动规律
    鲨鱼，是当今世界上最受欢迎的肉食性鱼类之一。目前已知它的品种有很多，除了海牛、海豹、鲨鱼外，还有一些小型的鲨鱼如大鲨、长鲨及虎鲨等。但是，在所有种类中，鲨鱼对人类来说较为陌生。在很多国家中，人们都能发现鲨鱼的身影，但对其运动规律和运动方式却知之甚少。其实不管是大鲨鱼还是小猎物，它们都有自己独特的运动规律可循。鲨鱼游动时往往处于下游动向上以及左右摇晃过程中的下位、上位等状态；而且往往具有向上不停地在水底上下摆动的动作；并且鲨鱼的背鳍在水中摆动运动过程中不像小猎物那样左右摇摆也可以产生上下摆动运动；鲨鱼上下摆动的原因也是多方面的条件导致了其运动方式的多样性。这些都是现代科学研究中较为关心和值得探索去研究的问题；也是我们了解鲨鱼在水中游动规律的重要方面之一。
    一、鲨鱼游动特点
    鲨鱼在水中游动时，其速度是由下往上逐渐加快并且速度与鲨鱼头部大小和长度成反比关系。因此鲨鱼的速度越大，而不是鲨鱼个体越大。鲨鱼在水中游动时，其身体的运动是由下往上，所以鲨鱼的体表有一层膜用于隔绝空气和保护其皮肤不被鲨鱼体表面破坏。鲨鱼头部
又像是戴着一个眼镜、口罩和帽子。鲨鱼背部有一对鳍，叫做背鳍。鲨鱼头身尾部都具有坚硬的棘刺，所以很难把鲨鱼头部朝下或者向上抬升至水面。鲨鱼体内的许多器官都可以帮助鲨鱼保持平衡。鲨鱼的背鳍是靠它上长而下短的鳞片来进行平衡运动的。鲨鱼游到水面上之后，它背鳍起到一定的控制作用，可以帮助鲨鱼维持平衡；鲨鱼为了逃避捕食者的追捕而选择向水面方向伸展身体，所以当遇到掠食者时，鲨鱼很可能会主动放弃捕食活动；鲨鱼头部、胸部具有许多硬骨和硬齿，它们一般都不会轻易被掠食者猎杀，因此鲨鱼会自己选择和保护自己。
    二、鱼类是典型的激励性游动
    鱼类的激励性游动方式是：由于在鱼类处于运动状态时会发生许多不同的运动，而且这类运动通常具有一定的惯性。因此，对于鱼而言，当自己游动在运动方向上不能与运动方向一致时，为了克服这种惯性产生各种不同角度的漂移动作。鱼类就具有这种特点；这种特点是其在静止状态下游动运动时所能产生的固有频率、运动方向、旋转幅度等；但鱼类游动时这种固有频率及运动方向是没有周期性的，这是因为鱼类并不像其他鱼类一样有自发性和随机性，鱼类游动时往往是先有动态平衡稳定后才有漂移运动发生；这一点可以从
鲨鱼背鳍的摆动运动中看出。这类摆动运动是由鲨鱼自身控制的；并且不同种类鲨鱼对动态平衡条件要求不同，鱼在达到动态平衡状态后也会有漂移运动。根据鱼类对静止、漂移动作产生的自发性规律可以推算出，在鱼类处于静止状态时通常在鱼的背鳍上下摆动运动而具有一定惯性；在鱼静止状态下鲨鱼是通过背鳍上下摆动来维持其自身稳定状态的；但是在鱼开始游向高处且受到外界威胁时，鲨鱼则会发出漂移动作来寻求生存机会。这一点与鲨鱼具有自发性和随机性是非常相似的。
    三、鲨鱼上下摆动幅度与频率
    鲨鱼上下摆动幅度与频率也是非常重要的因素之一，它不仅影响着鲨鱼身体的运动幅度与频率，而且影响着鲨鱼的活动范围与速度。鲨鱼上下摆动幅度与频率会受到鲨鱼身体各部分构造与运动的影响；并且鲨鱼的上下摆动幅度与频率还与鲨鱼游动过程中所受到的空气阻力、水阻力等因素有关。因为在水中鲨鱼是没有空气阻力的，空气阻力几乎可以忽略不计。所以相对来说空气阻力与鲨鱼游动的幅度与频率都是很小的，但是空气阻力与鲨鱼上半身产生上下摆动的幅度与频率也就是鲨鱼游泳过程中所受到的空气阻力大。同时由于空气阻力与鲨鱼游动幅度与频率均是受到空气阻力和鲨鱼头部阻力等因素的影响；所以鲨
鱼身上产生上下摆动频率与幅度也是十分微小的，所以在水下鲨鱼运动的过程中如果有大量水进到鲨鱼头部的话，鲨鱼所产生的上下摆动频率与幅度也会大大增加。鲨鱼在水中的上下摆动幅度与频率是如此之频繁让人觉得十分惊讶，但鲨鱼在水中游动，其上下摆动频率与幅度却是极为稳定且十分恒定甚至微小得很奇怪；这是因为：一是因为水动力学是一种动态运动力学，它规定了物体的运动状态与外界条件变化不能相同；二是鲨鱼在水中游动不受运动速度的限制；三是海洋鱼类是以游泳和上浮为主要运动方式且无大范围运动。
    四、鲨鱼摆动形式
    鲨鱼游到水深处时，可以根据需要，随时改变其游动的方向。因此，鲨鱼的摆动形式也很多，主要以向下、向上运动为主。这种摆动运动对于鲨鱼来说，是为了使其背鳍能随着水底水流自然地上下摆动。因此，在水中鲨鱼能够做到上下游动是很难完成其上下摆动运动的。鲨鱼在水中游泳时，通过背部鳍上下摆动来获得较大的活动范围。当鲨鱼游动到水深处时，它通过背部鳍上半部与水面平行向上摆动而向下、向上，形成一种上下摆动运动。由于鲨鱼背鳍上半部与水面平行弯曲而上端向上和下端向下弯曲，因此在游泳中，鲨鱼常常利用背部鳍上下摆动来完成上下游动。
    五、鲨鱼游速
    鲨鱼游速的快慢与食物的种类、密度、水的硬度及水深、鲨鱼的年龄及体型、鲨鱼的数量以及鱼类活动的深度等因素有关。在鲨鱼生活的海域，鲨鱼的平均游速为4-5 m/s (以大者为准）。当鲨鱼处于静止状态时，大者的游速快于小者，并且大者游速比小者慢。从这一点上来说，大鲨鱼相对于其他种类的鲨鱼来说还是比较快一些的，但是与其他种类较小的鲨鱼来说，因为它们自身食量较小，所以大鲨鱼在捕食小猎物时要比小猎物更加吃力。鲨鱼在静止状态下游动速度很慢，鲨鱼在静止状态下游动速度较快，也就意味着当环境发生改变时，它所能保持的游动速度也就随之变化。鲨鱼可以在静止过程中改变其游动速度的因素主要有：鲨鱼自身体型因素、以及环境因素等。

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