腕力球，也称强力球、魔力球、陀螺球、超级陀螺，是一种由手腕的转动带动球芯高速旋转，进而产生强大的力量的人工动力装置，纯机械，不用电池和任何电源。当腕力球旋转时，由旋转产生的力量施加在手腕上，从而训练手腕力量、协调性和灵活性。其具有携带方便，老少皆宜，且不受空间限制等特点，在居家看电视时﹑户外活动时、外出散步或坐车时、办公室闲暇时，随时随地均可使用。

腕力球工作图

腕力球本身是不带有任何能源设备的，那么它是如何产生强大的力量的呢？首先我们需要了解下腕力球的结构，腕力球由球壳、球芯和环绕胶圈三部分组成，在使用中越转越快的就是腕力球的球芯。腕力球工作时的运动情况可以分为内部球芯转子的旋转和球芯的偏转进动两种运动方式。

腕力球结构图

腕力球内部球芯转子的旋转是依靠摩擦力实现的，我们可以想象一下在纸上放一个圆柱体，当我们抽动纸张的时候，由于摩擦力存在，圆柱体也会随之转动。而我们的腕力球的球芯转子可以看作在一张无限大的纸带上运动，同理由于摩擦力的存在，腕力球转子被抽动而旋转。而球芯转子轴承分的转动为空转与不空转，如下图所示，所谓不空转即球芯转子轴承转动带动转子旋转，此时转子受到摩擦力的作用，做加速旋转运动；而空转即球芯转子轴承的转动不带动转子运动。因此在这种运动模式下，球芯转子只能受到单向扭矩，做加速转动。并且随着我们手腕偏转频率的提高，球芯转子轴承不空转的频率也随之提高，球芯转子受到更频繁的加速，导致球芯转子的转速提高。

球芯转子运动示意图：(a)不空转；(b)空转

了解了腕力球球芯转子的旋转，现在需要了解腕力球是如何产生强大的力到我们的手腕上的。首先我们需要认识一下角动量定理。角动量是描述物体转动的量，这个物理量既有大小又有方向，因此是一个矢量。根据角动量守恒定理：一个系统在没有合外力矩作用时，角动量的大小和方向均保持恒定不变。因此，当腕力球内的球芯作高速转动时，会产生回转力矩，并且回转力矩会因球芯的转速提高而增大，由于角动量守恒，这个回转力矩会施加到手腕上，因此形成很大的作用力。

在训练使用中，腕力球通过人为控制，可以任意调节球芯旋转的节奏和速度，速度越快则产生的力量越大，可相当于50种不同重量的哑铃，8000转/分钟时大约有14kg力量，世界纪录已超过24000转/分钟。此外，腕力球有不带LED灯、带LED灯、带LED灯带计数表等不同类型，带LED灯的腕力球球芯转子上缠有线圈，高速转动时靠旋转后线圈切割磁力线产生的电能点亮LED灯，球内会发出炫丽的灯光，带计数表的可显示单位时间内球芯的转动速度（转速）。

带有LED灯的腕力球