真实运动技术原理

www.sports.gov.cn跨栏跑摆动腿动作的生物力学分析。在跨栏比赛中，摆动腿动作的正确与否将直接影响跨栏的质量。基于跨栏步摆动腿动作应遵循的生物力学原理，对世界优秀跨栏运动员的摆动腿动作进行了分析和研究。在此基础上，对摆动腿的技术动作进行了描述和总结，提出了合理、经济、有效的整个跨栏步摆动腿动作规范。跨栏跑摆动腿的生物力学1引言跨栏跑技术不仅表现了跨栏跑的特点，而且是决定跨栏跑技术和成绩的关键环节。多年来，人们在实践中逐渐认识了跨栏步的运动规律，获得了一些经验，也发现了完成跨栏步摆动腿技术动作中的一些问题。如整个跨栏步摆动腿运动路线；膝关节折叠和打开的时机；下栏落地支撑等问题，即跨栏步摆动腿技术不能体现合理性、经济性和有效性。本文试图解决上述问题，根据生物力学原理，借鉴世界优秀跨栏运动员的相关资料和本人多年的教学训练研究，阐述跨栏跑摆动腿的技术力学机理和正确技术。2分析与讨论一个好的跨栏跑技术应该表现为:跨步速度快，跨步时重心高，跨步角度合适，人体重心的空中运动轨迹“直”且接近栏顶，空中停留时间短，跨栏跑快，支撑稳定，水平速度损失小，跨栏跑能顺利转入跨栏跑，摆动腿参与跨栏跑全过程。因此，其技术必须符合跨栏跑上述技术规范的要求。2.1摆动腿技术在跨腿着地阶段，摆动腿应充分折叠，并在离地后迅速向前摆动，使摆动腿的重心尽快接近身体重心的垂直线，以减少因展开(或折叠不足)而将产生的重力矩，尽快结束跨腿着地时的前蹬效应，迅速转向缓冲阶段。同时，摆动腿在这个阶段完全折叠并向前摆动，相对于髋关节的额轴，大大缩短了摆动腿的旋转半径。根据I = ∑△ MR2 (I:惯性矩，m:摆动腿质量，R摆动腿旋转半径)可知，旋转半径R小，折叠摆动腿的惯性矩大大减小，向前摆动的角速度加快，产生较大的角动量，从而增加起跳时跨腿对地面的蹬踏力。在跨腿缓冲阶段的第一阶段，摆动腿要快速积极地向前摆动，不能强调向上摆动。向前摆动的效果，一方面使身体重心快速前移，同时将双腿向前拉(相对于起点)。使跨腿膝关节在缓冲阶段同步快速向前运动，使跨腿小腿在缓冲阶段获得与地面更小的夹角(小腿角)，是特别有意义的。这样做的结果是，腿部起跳伸展时可以获得更小的跨度角，然后起跳后可以获得人体重心在空中的“直线”轨迹。另一方面，根据vox = vo。COSA (v. COSa:初始出发速度，OX:跳跃获得的水平速度，A:跳跃角度)以v .较大，一小时可以获得较大的水平速度(世界优秀跨栏运动员取最大缓冲时摆动腿的腿角和膝角见后表)。2.2摆腿技术从腿推出的瞬间到腿离地的瞬间。在这个阶段，摆动腿仍应折叠膝关节，继续加速向前向上摆动。其意义:1。保持并继续增加摆动腿向前向上摆动的角速度，增加髋关节张开的夹角，使身体重心大幅度前移，缩短身体腾空后的飞行距离。同时保持了起跳时身体高重心的位置，减少了身体重心的波动差。2.如果摆动腿直摆攻击跨栏，不仅摆动速度慢(摆动腿的摆动力矩增大)，还会形成一个使身体上仰下合的旋转力矩，也会造成“跳栏”。摆动腿弯曲摆动有利于上身前倾攻击跨栏；攻击围栏时保持小的展角是有利的；有利于获得飞行后身体重心的“直线”轨迹。3.摆动腿屈曲摆动，伸膝肌拉长，为跳跃、腾空后快速有力地完成伸膝动作创造了有利条件，能快速大角度打开膝关节。摆动腿的高度要控制在踏步拉伸阶段，不是越高越好。摆动腿大腿前摆结束位置的高度应由运动员的重心高度、过栏时获得的垂直速度和运动员重心到栏顶的经济合理距离决定。其计算方程为:v；= 2g(H1-H2)(vy:H1运动员跨栏时的垂直出发速度、身体重心高度)。对于那些个子高或垂直速度高的人，他们摆动腿和大腿的结束位置应该更低；反之，对于那些个子矮或垂直速度低的人，他们摆动腿和大腿的结束位置应该更高。这是一个不容忽视的问题，因为摆动腿的摆动高度与出发角度和出发水平速度有很大的相关系数，直接影响着飞行轨迹、空中飞行时间、跨栏落地技术和效果。同样值得注意的是，摆动腿的惯性会在摆动结束位置停止时增加跨距的初速度。(世界优秀跨栏运动员摆动膝夹角和身体重心前移距离见附表。)2.3摆动腿技术在腾空阶段当跃起腿抬离地面，人体进入腾空阶段时，摆动腿应迅速张开(伸膝)，同时完成伸踝动作。摆动腿的腿向前摆动的力量来自于摆动腿弯曲摆动时所储备的动量，即摆动腿的大腿在跨栏上方微微摆动的制动，然后传递到腿上。所以摆动腿的大腿和小腿的张开不能理解为(或做成)小腿的主动前踢(或踢)。摆动腿屈曲向前快速摆动到一定高度，然后大腿主动刹车。一条腿由于惯性拉伸膝盖和脚踝，然后大腿主动快速下压跨栏，形成完整协调的“鞭打”动作，这将非常有利于摆动腿快速过栏，并牢牢支撑后续动作。摆动腿、腿、腿的全开应在栅栏前完成，并立即主动向下压过栅栏。在这个动作阶段，需要特别强调的是摆动腿必须在跨栏前开始下压(不跨栏)。如果过栏后摆动腿下压，则为时已晚，会造成在栏上停留时间长、过栏后落地处长、落地角度小、落地后刹车明显、重心明显下降等一系列不利因素。有人担心，把摆动腿压在栏前，会过不了栏，或者撞不到栏。这种担心是多余的。由于适宜的跨距和角度，决定了人体飞行的抛物线最高点在栏前(栏前与栏后的距离比为3: 2左右)，摆动腿在栏前开始下压时脚踝和小腿高于栏；同时，由于人体在起跳后获得了一个比较大的向前运动的水平速度，所以跨栏前摆动腿的向下运动实际上是一个向前运动的轨迹。在摆动腿向下运动的过程中，人体获得的向前运动的水平速度已经使摆动腿在向下运动的同时向前越过了跨栏(世界优秀跨栏运动员空中压下摆动腿时，脚底到跨栏的距离见下表)2.4摆动腿越栏着地的正确支撑技术应该是:过栏着地。事实上，当身体重心的抛物线到达最高点时，人体就开始自然下落。在没有其他外力的情况下，虽然运动员主动下压摆动腿，不能改变身体总重心的运动速度和轨迹，但可以调整身体各部位重心的相对位置，使摆动腿尽早着地，获得较大的着地角度，使着地点靠近身体重心的投影点， 从而减少脚着地时产生的阻力(国外优秀运动员的制动阻力我国为30 kg)摆动腿加速落地支撑还有一个积极的意义:人体在地面加速时，会得到动态支撑的反作用力，这个反作用力由人体重力(P)和惯性力(F)决定，表达式为F = P+F = Mg+Ma。 P的值是固定的，F是物体某一部分的质量乘以其加速度(A)。增加动态支撑的反作用力意味着增加某一部分的A值。摆动腿会加速落地，有效增加地面受力，获得更大的动态支撑反作用力。所以要有强有力的摆动腿来加速落地支撑的意识和刮地的技术动作，会使摆动腿落地后有更好的稳定性，更大的蹬踏力，更快的蹬踏速度。另外，根据肌肉拉伸反射原理，摆动腿着地越快，肌肉收缩越快，摆动腿伸肌尤其是踝关节屈肌完成支撑动作的速度也越快。这一技术动作既充分发挥了踝关节屈伸膝肌群的力量和速度，又在摆动腿着地后保持髋膝不屈和高重心位置，同时减少了重心的波动差和地面支撑不稳，为顺利过渡到跨栏跑创造了有利条件。如果摆动腿越过跨栏触地，成为被动支撑，就会造成摆动腿的着落点远离身体重心的投影点，必然会增加着地后的制动支撑，延长着地后的制动时间。此外，腿伸、膝屈、踝屈肌群的松弛(或张力不足)会引起髋屈、膝屈，身体重心下降或摆动，导致落地后明显减速甚至停顿。再者，跨骑与摆动腿在栅栏上的“交叉”动作和摆动腿支撑在地面后将跨骑者的膝盖抬高到前方的动作，是摆动腿与跨骑相反的动作，必须协调一致。摆动腿会主动快速的推倒跨栏，促使跨越腿主动快速的拉过跨栏；摆动腿着地后，高重心得到稳固支撑，可以促进跨栏腿在过栏后向前向上大幅度摆动，非常有利于栏间第一步的顺利进行。3结论3.1摆动腿抬离地面后，应充分折叠并向前摆动，膝关节应保持屈曲状态，直至抬腿伸直。根据运动员的个体差异，当摆动到合理的位置时，摆动腿的大腿要刹车。3.2腾空后，摆动腿要迅速合拢打开，膝盖角度尽量大。摆动腿应该是一个快速、连贯、准确、完整的“鞭打”动作，需要强调的是，摆动腿一接近跨栏就开始压过跨栏。3.3摆动腿要有强烈的加速完成跨栏落地的感觉和擦地落地技术。落地时，保持髋膝伸展肌群的紧张，支撑直腿落地。本文作者为湖南师范大学体育学院周铁钧(410012)