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时间:2019-10-11
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1、不同拔河姿势的力学分析扌商要:本文把人体简化为刚体进行力学分析和研究,通过比较不同姿势所能承受的拉力和力矩,对拔河比赛中不同情况采用不同身体姿势的效果进行了讨论,说明正确技术的运用是比赛胜负成败的关键。为拔河比赛中如何采取正确的姿势提供理论依据。关键词:拔河力学分析姿势—'引言拔河比赛是人数相等的双方对拉一根粗绳以比较力量的对抗性体育娱乐活动。它可以锻炼身体,增强体质,更主要的是能增进人与人之间的感情,激发集体主义精神,让人们从中懂得“团结就是力量”的道理。拔河容易开展以及运动场面的热烈、壮观而格外受到人们的欢迎,始终受到广大人民群众的喜爱,具有广泛的群众基础。我校学员亦经常在节假
2、日期间举行单位之间的拔河比赛。然而,广大的爱好者对拔河技术却知之甚少,通常都会认为拔河比赛纯粹是比谁的力气大,没有什么技术可言。这种观点无疑是错误的。二、模型假设1•忽略绳子质量,由牛顿第三定律知绳子张力T处处相等;2.将人体简化为3刚体(重心以上为a段,重心以下至膝关节为b段,膝关节以下为c段)的力学模型作为分析对象;3.不考虑手滑,即认为绳子与人固连在一起;4.不考虑参赛人员体重以及身高的差异;5.忽略参赛人员的鞋底材料差异,即认为摩擦系数“不因人而异。三、不同姿势下的力学分析(-)高低重心姿势比赛时根据重心位置的高低可分为高重心姿势和低重心姿势。当比赛双方采用的姿势不一样时,
3、绳子必定与水平面形成一定夹角。现对这两种姿势分析如下:参数设置:T—为绳子的最大拉力;N—地面的支持力;f-地面产生的摩擦力;“一地面最大静摩擦系数;拉力与水平面所成的夹角(取逆时针为止);/?—重力与支撑点连线和地面所成的夹角;C—脚底支撑点。首先比较双方姿势对抗拉力的效果。当地面摩擦力未达到最大时,摩擦力f大小都为Tcosa,双方产生的静摩擦力一样大,且都能保持平衡。这时无须比较,而且在比赛中也无实际意义。因此,重点应分析双方将被拉动处于临界状态时能对抗的最大拉力不同拔河姿势的力学分析扌商要:本文把人体简化为刚体进行力学分析和研究,通过比较不同姿势所能承受的拉力和力矩,对拔河比
4、赛中不同情况采用不同身体姿势的效果进行了讨论,说明正确技术的运用是比赛胜负成败的关键。为拔河比赛中如何采取正确的姿势提供理论依据。关键词:拔河力学分析姿势—'引言拔河比赛是人数相等的双方对拉一根粗绳以比较力量的对抗性体育娱乐活动。它可以锻炼身体,增强体质,更主要的是能增进人与人之间的感情,激发集体主义精神,让人们从中懂得“团结就是力量”的道理。拔河容易开展以及运动场面的热烈、壮观而格外受到人们的欢迎,始终受到广大人民群众的喜爱,具有广泛的群众基础。我校学员亦经常在节假日期间举行单位之间的拔河比赛。然而,广大的爱好者对拔河技术却知之甚少,通常都会认为拔河比赛纯粹是比谁的力气大,没有什
5、么技术可言。这种观点无疑是错误的。二、模型假设1•忽略绳子质量,由牛顿第三定律知绳子张力T处处相等;2.将人体简化为3刚体(重心以上为a段,重心以下至膝关节为b段,膝关节以下为c段)的力学模型作为分析对象;3.不考虑手滑,即认为绳子与人固连在一起;4.不考虑参赛人员体重以及身高的差异;5.忽略参赛人员的鞋底材料差异,即认为摩擦系数“不因人而异。三、不同姿势下的力学分析(-)高低重心姿势比赛时根据重心位置的高低可分为高重心姿势和低重心姿势。当比赛双方采用的姿势不一样时,绳子必定与水平面形成一定夹角。现对这两种姿势分析如下:参数设置:T—为绳子的最大拉力;N—地面的支持力;f-地面产生
6、的摩擦力;“一地面最大静摩擦系数;拉力与水平面所成的夹角(取逆时针为止);/?—重力与支撑点连线和地面所成的夹角;C—脚底支撑点。首先比较双方姿势对抗拉力的效果。当地面摩擦力未达到最大时,摩擦力f大小都为Tcosa,双方产生的静摩擦力一样大,且都能保持平衡。这时无须比较,而且在比赛中也无实际意义。因此,重点应分析双方将被拉动处于临界状态时能对抗的最大拉力的大小。对人体进行受力分析如图,建立平衡方程:水平方向:N+Tsina=G竖直方向:f=Tcosa而f=^N解得T=易知,当采用高重心姿势时(即重心高于对手时),Q小于0,Gcos6r-//sinacosa+“sina显然漏>7
7、;氐(QH0)。这说明高重大拉力石迁GGC低cos0低oGC由队员大小腿折叠的角度决定,这里假设双方的角度相釆用低重心姿势时,Q大于0,呱=coso+“sin
8、o
9、心姿势可以使自身受到的拉力的部分分力垂直向下,对地面产生更大的压力,从而增加了最大静摩擦力,使选手能够抗拒更大的拉力。这时若体重相等的两组选手分别采用低重心和高重心姿势对抗,则低重心的一方首先会被拉得向前滑动,从而导致失败。因此,比赛中拔河队员被对手牵拉向前移动时,应该适当地提高重心以增加最大摩擦力,来对抗
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