第六单元 技术动作的生物力学分析

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1、第六单元技术动作的生物力学分析运动人体科学学院曲　峰5、增加动力利用率及减少阻力第一节技术分析的生物力学原理基本要素1、身体姿位、关节角度2、身体和肢体位移的距离、时间、速度及加速度3、用力大小、方向、稳定性及动态力的变化速率4、运动时身体各环节的相互配合第二节动作技术的生物力学分析的基本方案1、了解运动技术的一般过程分析研究动作技术时，首要的工作是划分动作技术的阶段，确定动作技术的特征画面。（1）划分动作技术的范围（2）划分动作阶段（3）确定动作技术的特征画面（4）明确各动作阶段的相互影响及其作用2、明确运动技术本身所需要达到的目的任务3、明确运动技术的关键环节4、揭示运动技术的生物力学特

2、征及规律5、做出结论动作阶段划分的依据1、肌肉工作形式蹬解剖学条件：屈、伸2、作用力的性质：动力、阻力作用阶段3、动作方向：臂的前、后摆阶段4、动作的任务与性质：投掷铁饼的预摆、最后用力阶段5、人体工作环境：支撑、腾空阶段第三节走、跑动作技术的生物力学分析跑动中上、下肢摆动幅度大而有力是现代短跑技术明显的特征。世界记录保持者贝利跑时上臂前后摆动的幅度达125°。大腿前后的摆动幅度为105°左右。1、试述短跑运动员蹲踞式起跑动作的生物力学。（1）短跑运动员采用蹲踞式起跑，选择为两腿能快速有效地蹬伸创造条件的预备姿势。在起跑器上起跑，可使运动员获得牢固的支撑，使踝关节处于适宜的发力角度，改善两腿

3、用力条件。（2）在预备时，运动员运用提高肌肉“预张力”的方法，可使肌肉提前进入“工作状态”，增大蹬离起跑器的速度和力量。肌肉激活后收缩元的张力首先使串联弹性元形变张力发生变化，因此，肌肉张力的发展需要一个过程，只有当肌肉张力发展到大于其起止点的阻力时，肌肉才开始产生向心收缩产生动作。依据肌肉收缩的这一特性，在完成需要快速反应和位移动作时，要使肌肉预先处于活化状态，产生“预张力”，肌肉收缩元的主动张力“不再”被缓冲，而直接用于克服外界阻力了。起跑时的“预备”动作正是顺应了这一原理提高了蹬伸肌群的预张力从而缩短了动作的潜伏期。（3）“预备”时，动作的支撑面由双手与双脚组成，支撑面较大，运动员重心

4、至起跑线的水平距离较短；当双手抬起后，支撑面变为只由双脚组成，支撑面变的很小，且重心远离支撑面在支撑面的前方，由于重力作用线在支撑面外面，人体产生了向前翻转的力矩向前倾倒。人体为了抵抗倾倒，必须靠较大的地面反作用力Fx产生绕重心向后翻转的力矩。所以，前后腿蹬地力的水平分力明显大于垂直分力，它们之间的比值约为二比一，形成很小的蹬地用力角。因此运动员可获得较大的重心水平加速度及水平速度。这是蹲踞式起跑所具有的良好的向后蹬地条件所造成的。总之，蹲踞式起跑提供了短跑出发时最好的运动生物力学条件。短跑运动员起跑后加速跑阶段，由于身体重心很低，在加速过程中重心是逐渐抬起的，加速跑阶段加速度的获得是通过地

5、面向前的支撑反作用力获得的。因此，应在较短的距离、较短的时间内获得较大的速度，就要获得较多次的支撑，从而获得较多的加速的次数。人体想获得较大的向前的支撑反作用力，就必须充分伸展膝关节，由于重心较低，在此情况下只好向身体的两侧蹬伸。随着重心的逐渐升高，向身体的两侧蹬伸的距离也就逐渐减小。直到重心抬高到正常高度，两脚间的距离也就确定下来。从而形成着地脚印的“八字形”。2、短跑起跑后加速跑阶段的脚印是“八字形”，为什么？跑步时步长、步时的合理组成（相对来说）是以着地距离较短、缓冲时间较长为宜。因为在跑步着地阶段，着地腿的动作技术采用大腿主动下压、小腿相对于人体向后摆动的技术，形成相对地面的“扒地动

6、作”，尤其在短跑项目中此动作更为突出，这个动作质量的好坏直接决定了水平速度损失的多少。“扒地动作”的动作形式决定了着地腿的着地距离较短，着地角增大，减小着地后的阻力及阻力冲量，有利于保持跑速。而缓冲时间较长，是缓冲动作充分的表现。它可以增大膝关节活动范围，减小后蹬角，从而提高蹬地效率。如美国优秀运动员平均支撑时间为0.095秒，其中缓冲时间为0.034秒，后蹬时间为0.061秒。缓冲时间较长加解释3、跑步时步长、步时的合理组成（1）良好的摆动技术特征可使脚在着地瞬间获得较大的运动速度（与人体前进方向相反）。由于脚的运动速度大，一方面可有助于形成较短的着地距离，另一方面可减少着地时脚与地面的碰

7、撞阻力。（2）在缓冲阶段摆动环节的加速度由指向支点到背离支点，在背离支点的动作阶段摆动环节作用在支撑腿上的作用力向下，增加了支撑腿的负荷，使起跳腿储存的弹性能得以增加；在蹬伸阶段摆动环节继续作背离支点的加速摆动，但摆动动作的加速度值减小，从而减小了给予起跳腿的额外负荷，使起跳腿在蹬伸阶段肌肉快速收缩。4、跑步时摆动动作的意义是什么？（3）上肢的摆动幅度、摆动速度决定了肩轴转动幅度、转动速度；而肩轴转动幅度、转