投擲的技術(shù)原理

投擲的技術(shù)原理第1頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六內(nèi)容一、投擲的概念和階段劃分二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素第2頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六一、投擲的概念和階段劃分身體鍛煉技術(shù)中的投擲是人體運(yùn)用自身的能力，通過一定的運(yùn)動形式，將手持的規(guī)定器械進(jìn)行拋射并盡可能獲得遠(yuǎn)度的運(yùn)動項(xiàng)目。身體鍛煉技術(shù)中各投擲項(xiàng)目，雖然器械、場地、運(yùn)動形式等不同，但它們都可以分為以下5個緊密相連的技術(shù)階段，即。準(zhǔn)備階段：包括握持器械和預(yù)備姿勢；預(yù)加速階段；由于器械、場地等條件不同，預(yù)加速階段有助跑、滑步、旋轉(zhuǎn)等三種形式；過渡階段（轉(zhuǎn)化階段）：由人體攜持器械水平位移向器械拋射運(yùn)動轉(zhuǎn)變的開始階段；最后用力階段：由人體攜持器械進(jìn)入器械拋射運(yùn)動的階段；結(jié)束階段：器械出手后的身體平衡階段。以上5個階段，除鏈球外，對成績影響最大的是最后用力階段，過渡階段（轉(zhuǎn)化階段）是關(guān)鍵。第3頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素（一）、投擲項(xiàng)目的成績的組成身體鍛煉技術(shù)中投擲項(xiàng)目的成績（S）由3個部分組成（圖2-4-1）；一是器械出手點(diǎn)的投影點(diǎn)到丈量成績的起點(diǎn)（起擲弧內(nèi)沿）之間的水平距離（S1）。二是器械出手點(diǎn)高度到出手點(diǎn)高度水平線與器械飛行拋物線的交點(diǎn)之間的水平距離（S2）。三是出手點(diǎn)高度水平線與器械飛行拋物線的交點(diǎn)的投影點(diǎn)到器械落地點(diǎn)之間的水平距離（S3）。圖2-4-1投擲項(xiàng)目成績的組成第4頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素（二）影響投擲遠(yuǎn)度的因素（見圖2-4-2）SS1S2S3身高與手臂長身體姿勢器械出手初速度器械出手角度空氣作用力器械出手高度第5頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素接上圖手臂伸出的方向身體重心投影與起擲弧內(nèi)沿的距離器械的預(yù)先速度對器械作用力的時間對器械作用力的距離器械飛行的垂直截面積器械飛行速度器械出手角度風(fēng)速與風(fēng)向第6頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素S1取決于身高、手臂長和器械出手時的身體姿勢。S2取決于器械出手的初速度、出手角度以及空氣的作用力。S3取決于器械出手的高度、出手角度以及空氣的作用力。因此，投擲項(xiàng)目的成績可以用S=S1+S2+S3公式來表示。從影響S1因素和規(guī)則來看，必須在保證適宜出手角度的前提下盡量伸直投擲臂和在保證不犯規(guī)的情況下身體重心盡量向前的前提下，才能提高S1的值。投擲鉛球、鐵餅、標(biāo)槍和鏈球等投擲運(yùn)動是拋點(diǎn)高于落點(diǎn)（不在同一水平面上）的斜拋運(yùn)動。根據(jù)拋射物體運(yùn)動遠(yuǎn)度公式：S＝V02sin2α／g得知，器械飛行的遠(yuǎn)度（S2）主要取決于器械出手的初速度和出手角度。除此以外，在投擲鐵餅和標(biāo)槍時，出手高度和空氣作用力對投擲遠(yuǎn)度也有影響。第7頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素（三）、影響投擲遠(yuǎn)度的因素——出手角度

運(yùn)用拋點(diǎn)與落點(diǎn)在同一水平面上的斜拋運(yùn)動遠(yuǎn)度公式，在真空條件下，對一些假定的出手初速度和出手角度數(shù)據(jù)進(jìn)行計算的結(jié)果來看（表2-4-1），在決定拋射遠(yuǎn)度的因素中，拋射角度對拋射遠(yuǎn)度雖有影響，但這種影響有一定限度。在其它情況不變的條件下，拋射角度調(diào)整到一定程度后就沒有潛力可挖了。第8頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素距離初速15m/s16m/s20m/s21m/s25m/s26m/s角度30°19.88m22.62m35.35m38.97m55.23m59.72m31°20.27m23.06m36.04m39.73m56.31m60.91m40°22.61m25.73m40.20m44.32m62.81m67.93m41°22.71m25.87m40.21m44.56m63.15m68.31m45°22.95m26.12m40.82m45.00m63.78m68.98m46°22.94m26.12m40.70m44.97m63.74m68.94m表2-4-1器材出手初速度和角度對投擲成績的影響第9頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素田徑的投擲項(xiàng)目，由于器械的出手點(diǎn)和落點(diǎn)不在一個水平面上，出手點(diǎn)高而落點(diǎn)低。出手點(diǎn)和落點(diǎn)的連線與水平線之間有一夾角，通常叫地斜角(圖2-4-3)。由于受地斜角的影響，擲標(biāo)槍、擲鐵餅還受空氣作用力的影響，因此，適宜的出手角度對提高投擲項(xiàng)目S2的值也有重要的作用。投擲項(xiàng)目的出手角度都小于45°。在實(shí)踐中，各投擲項(xiàng)目的適宜出手角度如下：推鉛球38°一42°，擲標(biāo)槍和擲鐵餅30°一35°，擲鏈球和擲手榴彈42°一44°。落點(diǎn)第10頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素（四）、影響投擲遠(yuǎn)度的因素——出手初速度根據(jù)拋射物體運(yùn)動遠(yuǎn)度公式和運(yùn)動實(shí)踐證明，器械飛行的遠(yuǎn)度（S2）主要取決于器械拋射的初速度。投擲技術(shù)的重點(diǎn)是要力爭在適宜的投擲角度前提下，實(shí)現(xiàn)最大限度的提高器械出手的初速度。1、拋點(diǎn)高于落點(diǎn)飛行遠(yuǎn)度的計算例：分析推鉛球的斜拋運(yùn)動設(shè)出手點(diǎn)的高度為H，出手初速度為V0，出手角度為α。S是投擲遠(yuǎn)度，S1是投擲者推球出手瞬間，出手點(diǎn)的投影點(diǎn)探出抵趾板內(nèi)沿的水平距離。S2為球在空中飛行的水平距離。（此處的S2等于上述的S2加S3）。投擲遠(yuǎn)度應(yīng)是S=S1+S2，其中S1可以通過攝影測量獲得。

第11頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素這里主要是通過斜拋公式計算S2設(shè)鉛球從出手至落地的總時間為t，根據(jù)斜拋公式得-—H=V0sinαt—1/2g-t2S2=V0cosαt(2-4-1)—H：表示落點(diǎn)在原點(diǎn)以下解(4—1)式可得：V0sinα±√V02sin2α+2gHt=g其中一個負(fù)值無意義，代人(4—1)的第二式得：V02sinαcosα+V0cosα√V02sin2α+2gH(2-4-2)S2=g用以上公式可以計算出手點(diǎn)比落地點(diǎn)高的斜拋體的飛行遠(yuǎn)度。例1運(yùn)動員推鉛球，若已知出手角為40°，出手高度為2.0m，出手速度為10m／s，求鉛球飛行遠(yuǎn)度。解：代人公式(4—2)得102×sin40°×cos40°+10×cos40°×√102×（sin40°）2+2×9.8×2S2==12.04m9.8推鉛球的實(shí)際遠(yuǎn)度：S=S1+S2=0.16+12.04=12.20m第12頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素器械出手的初速度與預(yù)加速階段器械獲得的預(yù)先速度有關(guān)，這就是為什么助跑（或滑步、旋轉(zhuǎn)）投擲比原地投擲得遠(yuǎn)的原因。如優(yōu)秀運(yùn)動員滑步或旋轉(zhuǎn)推鉛球可比原地遠(yuǎn)1.5m—2.5m，擲鐵餅可遠(yuǎn)8m－12m，擲標(biāo)槍和投手榴彈可遠(yuǎn)20m一30m。因此，在投擲運(yùn)動中，要重視和掌握好預(yù)加速階段的技術(shù)，并使預(yù)加速階段器械取得的預(yù)先速度在最后用力階段能發(fā)揮作用。器械出手的初速度主要取決于最后用力階段對器械的加速度大小。根據(jù)力學(xué)公式F=ma（力=質(zhì)量×加速度）得知，加速度與作用力成正比關(guān)系。因此，為了提高器械出手的初速度，要求加大對器械的作用力。完善的投擲技術(shù)，要求人體運(yùn)用全身的力量，最后通過投擲臂將力量集中到器械上（鉛球的重心，標(biāo)槍的縱軸，鐵餅的幾何重心）。從這一點(diǎn)看出，發(fā)展投擲運(yùn)動員的力量素質(zhì)。在投擲訓(xùn)練中具有十分重要的意義。當(dāng)力一定時，力作用于器械的距離越長，則器械獲得的初速度越大。這個用力距離是指過渡階段結(jié)束，左腳著地瞬間最后用力開始器械所處的位置到器械出手點(diǎn)這一段器械運(yùn)行的距離。為了加長投擲最后用力工作距離，在助跑(或滑步、旋轉(zhuǎn))與過渡階段結(jié)束時，必須形成器械落后于人體的超越器械姿勢。另一方面，在用力距離相等的情況下，作用力作用在器械上的時間越短，則器械獲得的初速度也越大。因此，加長投擲工作距離，縮短投擲工作時間，能有效的提高器械出手的初速度，成為投擲技術(shù)的關(guān)鍵。第13頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素(五)流體作用力人們身體鍛煉中做投擲活動時，器械出手后是在空氣運(yùn)行，器械在流體介質(zhì)內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動，必然要與流體發(fā)生接觸，并相互作用，這種作用主要表現(xiàn)在動態(tài)作用方面。例如，鐵餅、標(biāo)槍出手后微逆風(fēng)使器械獲得上舉力。逆風(fēng)過大介質(zhì)的作用力也具有阻礙運(yùn)動的作用，從空氣動力學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)中知道迎面空氣阻力／的大小與物體截面積S、流體密度P迎面阻力系數(shù)C，以及物體對流體的相對速度V有關(guān)。在決定投擲遠(yuǎn)度S2的因素中，除了推鉛球和擲鏈球由于器械是圓形，無論如何轉(zhuǎn)動其空氣阻力都不變，而且空氣阻力與其它決定S2因素的值相比較小，因而通常不考慮。在擲標(biāo)槍和擲鐵餅時，空氣的阻力對S2的值還會產(chǎn)生較大的影響。第14頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素器械飛行中空氣阻力的大小是由器械飛行的垂直截面積和器械飛行的速度這兩個因素決定的。雖然器械飛行的速度越快，空氣阻力越大，但飛行速度是決定飛行遠(yuǎn)度的主要因素。因此，絕不能為了減小空氣阻力而降低器械飛行的速度(即降低器械的出手初速度)。器械飛行的垂直截面積是由器械的形狀和器械飛行時的傾斜角與飛行狀態(tài)所決定，垂直截面積越大，空氣阻力也越大。因此，投擲標(biāo)槍和鐵餅時，應(yīng)控制好器械的出手角度和器械飛行時的傾斜角與飛行狀態(tài)，同時要使器械按逆時針方向旋轉(zhuǎn)保持穩(wěn)定，以減小器械飛行的垂直截面積。圖2-4-4空氣對器械的升力第15頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素器械在空中飛行時，除了受阻力作用以外，還受其他力的作用。其中對器械飛行遠(yuǎn)度起積極作用的是空氣對器械的升力(圖2-4-4)，它能延長器械在空中的飛行距離。升力的大小，除了與器械飛行速度、器械傾斜角等因素有關(guān)外，風(fēng)向和風(fēng)速也是決定升力大小的因素。當(dāng)在逆風(fēng)情況下投擲標(biāo)槍和鐵餅時，氣流對器械的阻力大，升力也大。如果升阻系數(shù)比值（升阻比）大，升力占優(yōu)勢時，器械飛行的距離也遠(yuǎn)。這就是為什么有時在逆風(fēng)情況下擲標(biāo)槍和擲鐵餅時比無風(fēng)和順風(fēng)時投得遠(yuǎn)的原因。因此，在擲標(biāo)槍和擲鐵餅時，要根據(jù)風(fēng)向和風(fēng)速，掌握好器械飛行的傾斜角和器械的出手角。通常在微逆風(fēng)情況下投擲時，出手角和傾斜角要小些；在順風(fēng)情況下投擲時，出手角和傾斜角應(yīng)大些。以減小空氣的阻力作用和增加空氣的升力作用。從圖2-4-2影響投擲遠(yuǎn)度的因素來看，決定S3的值的三個因素基本上都受在取得S1和S2的值的過程中某些因素所制約。另外，在其他各種條件相同情況下，器械出手點(diǎn)高，S3的值就能大。因此，在可能情況下應(yīng)提高器械出手點(diǎn)的高度。第16頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素（六）、鞭打動作原理鞭打動作原理用鞭子急速抽打的特點(diǎn)可以說明鞭打動作原理。抽鞭子是人體通過發(fā)力使較粗的鞭根產(chǎn)生加速運(yùn)動，然后突然制動，鞭根的動量向游離端——鞭梢傳遞，由于鞭梢的質(zhì)量比鞭根小很多，鞭梢便產(chǎn)生比鞭根大得多的運(yùn)動速度。其理論基礎(chǔ)是動量的傳遞。投擲技術(shù)中的鞭打是手部游離(或持物)，上肢作類似鞭子急速抽打的擺臂動作，典型的鞭打動作是擲標(biāo)槍最后用力中的投擲臂動作。同樣的鞭打動作形式在人體運(yùn)動中也存在，如推鉛球、擲標(biāo)槍、擲鐵餅和擲鏈球最后用力推擲器械時，其動作原理同上肢一致。在體育運(yùn)動中，運(yùn)動員完成某一動作時，經(jīng)常需要兩臂(手)或兩腿(足)具有盡可能大的運(yùn)動速度，這就需要運(yùn)用鞭打動作原理。第17頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素人體在鞭打動作中角動量的傳遞是通過相鄰環(huán)節(jié)相互作用實(shí)現(xiàn)的。起止于相鄰環(huán)節(jié)的肌肉收縮力F，使遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)產(chǎn)生角加速度β1，遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)中產(chǎn)生力F：通過收縮肌肉及骨作用于近端環(huán)節(jié)，使其產(chǎn)生制動β(圖2-4-5)。在制動過程中，近端環(huán)節(jié)的角動量傳給了遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)，加之肌肉主動施力過程，使遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)速度大大加快。

圖2-4-5上肢鞭打動作圖β1F第18頁，共21頁，2023年，2月20日，星期六二、決定投擲遠(yuǎn)度的因素如投擲