運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理

第一節(jié)沖擊動(dòng)作的生物力學(xué)原理〔李世明〕一、動(dòng)作形式撞動(dòng)作中，運(yùn)動(dòng)鏈系統(tǒng)的遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)〔〕盡量快地打擊球或其形式，我們可稱之為沖擊動(dòng)作。體對(duì)器械的沖擊、人體對(duì)人體的沖擊、人體對(duì)外界環(huán)境的沖擊、器械對(duì)器械的沖擊、器械對(duì)現(xiàn)象，如網(wǎng)球與地面的碰撞。這說(shuō)明，無(wú)論是何種沖擊形式，都需要人的參與，人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不容無(wú)視的?！惨弧撑仪?、棒球、冰球、網(wǎng)球等的擊球動(dòng)作，表現(xiàn)形式為人體與器械之間的碰撞。體育動(dòng)作中的絕大局部沖擊性動(dòng)作不僅僅是要使得人體環(huán)節(jié)動(dòng)量有效完成傳遞，使器械獲得較大的動(dòng)量，復(fù)動(dòng)作，導(dǎo)致最終的打擊球效果降低。Marryatt&Holt,198：1．觸球時(shí)，手臂肘關(guān)節(jié)的角度越大≈18觸球時(shí)，左右臂的夾角越小〔有效擊球平面，接發(fā)球越成功。在觸球過(guò)程中，兩肘關(guān)節(jié)中點(diǎn)軌跡與球反彈的軌跡間的差異越小，接發(fā)球越成功。同排球扣球一樣，在足球踢球運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)發(fā)動(dòng)踢球效果也不僅僅表現(xiàn)在踢球的速度上，高末端環(huán)節(jié)腳的線速度，從而提高腳踢球的效果。有時(shí)為了踢出精準(zhǔn)弧線球還要小關(guān)節(jié)〔踝關(guān)節(jié)內(nèi)旋發(fā)力〕高準(zhǔn)確擊打球的重要因素所在。人體對(duì)器械的沖擊還存在另外一類，諸如體操中的一些推撐動(dòng)作〔如跳馬。在這些工程時(shí)間較長(zhǎng)而削減了對(duì)人體的沖力，從而損失了水平速度，影響到動(dòng)作的質(zhì)量或完成。〔二〕人體對(duì)人體的沖擊特別。運(yùn)發(fā)動(dòng)都是手戴拳擊手套擊打人體，這里主要爭(zhēng)論碰撞期間力的傳遞。(Smith&Hamill,1985a0.01s〔11.5m/s左右動(dòng)量更大，因此，技術(shù)水平對(duì)擊打效果存在重要影響。事實(shí)上，戴拳擊手套比教練們反對(duì)的加有力。爭(zhēng)論說(shuō)明，當(dāng)784N8ms(Hodgson&Thomas,1981)，因此不能認(rèn)為戴拳擊手套就是安全的。史密斯和哈密爾的深入爭(zhēng)論說(shuō)明(Smith&Hamill,1985b)50次擊打，戴拳擊手套的最大碰撞力仍舊是赤手空拳的近兩倍〔前者2913，后者1484。此外，不同的出拳方式拳速不同，直拳約6m/，勾拳約8m/s，因此，最終形成的沖擊效果也不同。目前，拳擊運(yùn)動(dòng)中的拳速和碰撞時(shí)間以及碰撞次數(shù)已經(jīng)引起了人們對(duì)碰撞損傷的廣泛關(guān)注?！踩橙梭w對(duì)外界環(huán)境的沖擊〔如體操中的落地動(dòng)作或者是為后續(xù)的蹬伸動(dòng)作供給空間和時(shí)間的預(yù)備〔如跳開(kāi)工程中的踏跳動(dòng)作，往往承受緩沖動(dòng)作〔關(guān)于緩沖動(dòng)作的原理將在以后作特地表達(dá)。〔四〕器械對(duì)器械的沖擊等被打擊器械。網(wǎng)球、棒球、曲棍球、高爾夫球等工程的擊球均屬于此類。在運(yùn)發(fā)動(dòng)進(jìn)展手軌跡、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)則是由人體掌握的，因此最終打擊球的效果實(shí)際上取決于人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。動(dòng)作。下面以網(wǎng)球擊球?yàn)槔?，?duì)人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與最終沖擊效果間的關(guān)系進(jìn)展說(shuō)明。在網(wǎng)球的擊球過(guò)程中，軀干的轉(zhuǎn)動(dòng)和下肢的伸展，使球拍向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)是“擊球肩”速度，爭(zhēng)論覺(jué)察在擊球時(shí)肩向前的速度約2m/s，肩的速度對(duì)向前和向上擊球速度的奉獻(xiàn)約為15〔Elliottetal.199。20%～30%，向上速度的20%，這與承受的握拍方式有很大關(guān)系。在前擺過(guò)程中，肘關(guān)節(jié)的角度保持相對(duì)恒定的內(nèi)旋力矩。腕關(guān)節(jié)的向前和向上屈曲盡管屬于小關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)用。之間的碰撞，但事實(shí)上是人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)沖擊效果其主要作用。的重要因素之一。如足球鞋應(yīng)當(dāng)穿著舒適、供給保護(hù)，并有利于踢球作為其他沖擊工程的關(guān)心訓(xùn)練方法運(yùn)動(dòng)器械本身對(duì)于沖擊類工程的運(yùn)動(dòng)成績(jī)也有重要的影響。〔五〕器械對(duì)人體的沖擊在各種球類運(yùn)動(dòng)中的很多動(dòng)作屬于器械對(duì)人體的沖擊性動(dòng)作，如籃球中接高速來(lái)球、器械之間的作用時(shí)間。〔六〕器械對(duì)外界環(huán)境的沖擊器械與外界環(huán)境的碰撞主要指器械與地面的碰撞行碰撞還需要人的活動(dòng)來(lái)打算。二、力學(xué)原理狀態(tài)與其質(zhì)量、速度和力的作用時(shí)間有很大關(guān)系，因此需要引入的概念，即動(dòng)量和沖量?！惨弧硠?dòng)量運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下所具有的“運(yùn)動(dòng)量量有關(guān)。力學(xué)上定義物體的質(zhì)量和速度的乘積為動(dòng)量，即物體運(yùn)動(dòng)量的量度。KmV 〔1〕動(dòng)量是矢量，其方向?yàn)樗俣鹊姆较?。其?guó)際單位制單位為kg·m/s。在碰撞問(wèn)題中，物體動(dòng)量的變化反映了物體對(duì)其它物體產(chǎn)生的機(jī)械效果物體間交換的是動(dòng)量?！捕硾_量轉(zhuǎn)變。事實(shí)上，無(wú)論是物體的運(yùn)動(dòng)，還是人體的運(yùn)動(dòng)，都是外力連續(xù)作用的結(jié)果。所以，必需爭(zhēng)論力在肯定時(shí)間內(nèi)對(duì)物體的連續(xù)作用所產(chǎn)生的累積效應(yīng)大小，由力和力的作用時(shí)間所打算。在力學(xué)中，將作用于物體上的外力與外力的作用時(shí)間的乘積定義為力的沖量，即：IFt 〔2〕沖量也是矢量，其方向與力的方向一樣，其國(guó)際單位制的單位為N·s。在實(shí)際爭(zhēng)論中，通常測(cè)出的是力隨時(shí)間的變化曲線。假設(shè)力是一個(gè)恒力，在F-t關(guān)系圖1所示。假設(shè)力是隨時(shí)間變化的〔變力，在F-t于曲線和橫坐標(biāo)所圍成的面積，如圖2所示。〔三〕動(dòng)量定理段時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的轉(zhuǎn)變△kmFat1時(shí)刻的速度為V，在t時(shí)刻的速度為V，則有：1 2 2V V1Fmamt2t1

〔3〕即 F(t

〔4〕2 1 2 1球的最終用力階段，運(yùn)動(dòng)技術(shù)的核心是運(yùn)發(fā)動(dòng)在最終用力階段，使鉛球的動(dòng)量轉(zhuǎn)變了多少、鉛球最終出手速度多大，而不是瞬時(shí)力值和瞬時(shí)加速度。假設(shè)一個(gè)外力持續(xù)作用于某物體，用時(shí)間的乘積等效〔即大小和方向都一樣，則物體動(dòng)量的變化量也將等效。因此，可以用效，這樣的恒力通常稱為變力的平均沖力。必需指出，動(dòng)量定理是矢量式，沖量的方向即動(dòng)量增量的方向，可以建立動(dòng)量定理在笛卡爾坐標(biāo)系中的重量式；另外，應(yīng)當(dāng)明確動(dòng)量定理并非獨(dú)立的力學(xué)定律，它只是牛頓其次定律的積分形式。因此，在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)，但凡能用動(dòng)量定理求解的問(wèn)題，原則上都可用牛頓定律解決。動(dòng)量定理在碰撞、沖擊等問(wèn)題中有重要的意義。由于瞬時(shí)作用的沖力很難確定，所以這時(shí)的牛頓其次定律無(wú)法直接應(yīng)用。但可依據(jù)動(dòng)量定理測(cè)定物體在碰撞或沖擊前后動(dòng)量的轉(zhuǎn)變量，來(lái)確定沖力的沖量大小，并依據(jù)作用時(shí)間的長(zhǎng)短，計(jì)算出沖力的平均數(shù)值。150kg3m0.1s后靜止，求人體受到的沖擊力多大？2gh分析：設(shè)身體重心豎直下落3m，落地瞬間人體速度為V2gh

，落地支撐0.1s后人體靜止，速度V 0。在支撐階段，人體受到重力W〔豎直向下〕和平均沖力F〔豎直向t上〕的作用。取豎直向上為正，依據(jù)動(dòng)量定理：(FW)t0(m 2gh)m 2ght得： F Wm 2ght即：支撐階段人體受到的平均沖力約為4324N。20.3kg10m/s15m/s的速度反0.01s，求棒球所受到的打擊力？FFV為負(fù)、V為正。1 2依據(jù)動(dòng)量定理： FtmV2

mV1即 Fm(Vt 2

V)1F750N750牛頓?！菜摹硠?dòng)量守恒定律及其應(yīng)用動(dòng)量守恒定律假設(shè)系統(tǒng)不受外力或外力的矢量和為零，則系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變，即K mV恒量 〔5〕遞或轉(zhuǎn)移。定律。在體育運(yùn)動(dòng)中如將人體作為一個(gè)系統(tǒng)，動(dòng)量可以在體內(nèi)由一個(gè)環(huán)節(jié)向另一個(gè)環(huán)節(jié)傳遞，如將人體與外界某器械作為一個(gè)系統(tǒng)，則人體與外界的動(dòng)量可以相互傳遞且總動(dòng)量保持不變。系統(tǒng)的相互作用力只能使動(dòng)量在各物體間傳遞和轉(zhuǎn)移。碰撞定律體育運(yùn)動(dòng)中存在大量的碰撞現(xiàn)象，盡管碰撞的力學(xué)機(jī)理格外簡(jiǎn)單，但是體育運(yùn)動(dòng)中有不少問(wèn)題，仍可以認(rèn)為相碰撞的物體遵循動(dòng)量守恒定律。試驗(yàn)證明，對(duì)于材料肯定的球，碰撞后分開(kāi)的相對(duì)速度與碰撞前接近的相對(duì)速度成正比。碰前接近時(shí)的相對(duì)速度為v -v ，碰后分別時(shí)的相對(duì)速度為v-v，于是有10 20 2 1e v2v

vv1 〔6〕10 20e叫做恢復(fù)系數(shù)，由兩球材料的彈性打算。e=1是完全彈性碰撞，e=0是完全非彈性碰撞，0<e<1是一般非完全彈性碰撞。碰撞系數(shù)可用簡(jiǎn)潔方法予以測(cè)定。方法是將一種材料制成小球，另一種材料制成平板且水平放置，將小球從H高處自由下落，測(cè)量其反彈高度h，則該種材料的恢復(fù)系數(shù)為h/Heh/H下面我們爭(zhēng)論乒乓球上旋球與臺(tái)面的碰撞，即前沖弧圈球形成的力學(xué)緣由。3所示，設(shè)：上旋的乒乓球以速度V1，入射角與臺(tái)面發(fā)生碰撞。3乒乓球接觸桌面速度的變化由于球體的旋轉(zhuǎn)，故在碰撞階段球體受到桌面賜予的水平方向沖量，從而使球獲得水平速度的增量為V，如此，在水平方向，碰撞后的球速為VVx 1

sinV 〔8〕在豎直方向，依據(jù)碰撞定律可得碰撞后的球速為于是得到反射角

V eVy 1

cos 〔9〕1 Vtg1( tge

eVcos) 〔10〕1V就越大，反射角越大。上旋球飛行方向越平緩，即入射角越大，反射角也越大，這就是上旋弧圈球?yàn)槭裁捶磸椇笮纬擅土仪皼_效果的力學(xué)緣由.(五)沖擊的時(shí)間分類較大，屬于非完全彈性碰撞，應(yīng)是長(zhǎng)時(shí)間沖擊。短時(shí)間沖擊發(fā)生動(dòng)量轉(zhuǎn)移，這種碰撞的表達(dá)式在前述的碰撞定律中已經(jīng)進(jìn)展了描述，以棒球?yàn)槔篤 V球 棒

eU U球

〔11〕其中，V 、V 分別是碰撞后球、棒的速度，U 、U 分別是碰撞前球、棒的速度，e球 棒 球 棒是恢復(fù)系數(shù)。42m/s36m/s30m/s。假設(shè)恢復(fù)系數(shù)為0.5，碰撞后的速度方向?yàn)檎?，則碰撞后球的速度計(jì)算如下：V V球 棒

球

U 棒V 300.54236球V 69m/s球同樣，假設(shè)投球速度為38m/s，則碰撞后的球速為67m/s。假設(shè)全部條件都不變，只要能的球速快。長(zhǎng)時(shí)間沖擊隨著對(duì)體育動(dòng)作碰撞形式爭(zhēng)論的深入，人們覺(jué)察，由于踢足球的碰撞時(shí)間〔16ms〕比擊網(wǎng)球長(zhǎng)〔5m，更比擊高爾夫球長(zhǎng)〔0.5m，因而，踢足球動(dòng)作不應(yīng)無(wú)視腳和球碰撞時(shí)肌肉所供給的能量。在碰撞期間，球-26cm，這說(shuō)明球-腳系統(tǒng)的碰撞時(shí)的最大形變瞬間，球的速度很大13m/s左右，到達(dá)碰撞后球速的50以上，這說(shuō)明人體作用力，但腳并沒(méi)有減速，這說(shuō)明人體肌肉在持續(xù)用力?！苍黾忧蛩俸娃D(zhuǎn)變方向要增加對(duì)球的做功不能靠延長(zhǎng)腳和球的接觸時(shí)間主動(dòng)收縮程度?！擦硾_擊動(dòng)作的動(dòng)量傳遞原理動(dòng)量在系統(tǒng)內(nèi)各物體間的傳遞是運(yùn)動(dòng)中普遍的力學(xué)現(xiàn)象量從近端環(huán)節(jié)傳向遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)，然后靠腳與足球的碰撞實(shí)現(xiàn)人體動(dòng)量向足球的傳遞。沖擊動(dòng)作的動(dòng)量傳遞原理是以動(dòng)量定理為根底的，當(dāng)主動(dòng)沖擊物體沖擊被沖擊物體時(shí)，11滿足動(dòng)量守恒的條件，動(dòng)量的傳遞都是局部地傳遞，而不是完全傳遞。在體育實(shí)踐中，多數(shù)動(dòng)量傳遞效率。影響沖擊過(guò)程的動(dòng)量傳遞效率的因素主要包括：提高主動(dòng)沖擊物體的動(dòng)量。這可通過(guò)兩個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)：一方面通過(guò)增大主動(dòng)沖擊物體體在碰撞前所具有的動(dòng)量。例如，利斯和諾蘭〔Lees&Nolan，1998〕曾描述了踢足球正碰的力學(xué)計(jì)算方法：V V球 腳

Mm

〔12〕

是碰撞后球的速度；V球

是在碰撞前腳的速度；M是踢球腿的有效質(zhì)量；m是球腳的質(zhì)量；e是恢復(fù)系數(shù)。上式說(shuō)明當(dāng)踢球腿的有效質(zhì)量M越大則踢球后的球速V 就越大式中的球

M+m〕用力活動(dòng)狀況有關(guān)。在踢球技術(shù)中要求踢球腳的腳背繃直〔跖屈腿的固化程度，增大踢球腿的有效沖擊質(zhì)量。在長(zhǎng)時(shí)間碰撞中要增大人體肌肉對(duì)被沖擊物體的做功。在排球扣球、足球踢球等長(zhǎng)時(shí)間碰撞過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)在接觸期間增加對(duì)球的做功〔增加球速和轉(zhuǎn)變方向，固然，要增加對(duì)球的做功不能靠延長(zhǎng)腳和球的接觸時(shí)間動(dòng)收縮程度。在棒球擊球的短時(shí)間碰撞中，要適當(dāng)增加被沖擊對(duì)象－棒球的投球速度以提高初始動(dòng)量。依據(jù)碰撞定理可知，在恢復(fù)系數(shù)肯定的狀況下，擊快球比擊慢球擊出的球速要快。三、動(dòng)作特征動(dòng)量由主動(dòng)沖擊物體向被沖擊物體的傳遞，在動(dòng)作特征上主要表現(xiàn)為如下幾個(gè)方面：為了給器械以強(qiáng)大的沖擊力，一方面要增大人體末端或器械的動(dòng)量，另一方面要縮短人體末端或器械與器械撞擊的作用時(shí)間。在實(shí)際體育動(dòng)作中，為了給器械以強(qiáng)大的沖擊力，需要增大人體末端或器械的動(dòng)量，端或器械的動(dòng)量可以通過(guò)鞭打動(dòng)作以及增大碰撞時(shí)人體環(huán)節(jié)的有效質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。如踢足球〔髂腰肌〕〔角動(dòng)量的傳遞效果。長(zhǎng)時(shí)間沖擊動(dòng)作不僅僅是一個(gè)動(dòng)量傳遞過(guò)程，還是一個(gè)人體肌肉主動(dòng)持續(xù)做功的過(guò)程。依據(jù)碰撞時(shí)間進(jìn)展分類可將沖擊分為短時(shí)間沖擊和長(zhǎng)時(shí)間沖擊間，腳并沒(méi)有減速，肌肉始終在進(jìn)展主動(dòng)用力，形成對(duì)球的持續(xù)做功，以增加球的機(jī)械能。為了減小外界或器械對(duì)人體的沖擊力，通常需要延長(zhǎng)沖擊動(dòng)作中力的作用時(shí)間。例如，各種落地緩沖動(dòng)作，一般都要求前腳掌著地，并快速過(guò)渡到全腳掌，同時(shí)伴有損害。又如，用手接高速飛行的球時(shí)，在手接球的同時(shí)屈肘回收，順勢(shì)接球，可延長(zhǎng)手與球[思考與練習(xí)]簡(jiǎn)述體育運(yùn)動(dòng)中沖擊動(dòng)作的根本分類。簡(jiǎn)述上旋弧圈球反彈后形成猛烈前沖效果的力學(xué)緣由.簡(jiǎn)述沖擊的時(shí)間分類及其在應(yīng)用中的區(qū)分。簡(jiǎn)述沖擊動(dòng)作的動(dòng)量傳遞原理及影響沖擊過(guò)程中動(dòng)量傳遞效率的因素。舉例說(shuō)明動(dòng)量定理在沖擊動(dòng)作中的應(yīng)用。簡(jiǎn)述沖擊動(dòng)作的動(dòng)作特征。其次節(jié)搖擺動(dòng)作的生物力學(xué)原理〔李世明〕一、動(dòng)作形式“走步”式跳遠(yuǎn)的空中動(dòng)作中，兩臂的向前輪擺及搖擺動(dòng)作。搖擺動(dòng)作是指人體肢體為增加全身活動(dòng)的協(xié)調(diào)性及增加動(dòng)作效果而繞某一軸進(jìn)展的一與上肢的協(xié)同搖擺根本作用是全都的。在走或跑時(shí)，我們會(huì)看到當(dāng)左腿向前邁出時(shí)，同側(cè)臂(左臂)向后擺出，其對(duì)側(cè)臂(右臂)“扒地”〔與運(yùn)動(dòng)方向相反，有助于形成較短的著地距離，可減小著地時(shí)地面的碰撞阻力；在支撐階段搖擺的負(fù)荷，從而提高了蹬地力，有利于提高蹬地效果；搖擺動(dòng)作是跑步周期的重要組成局部，簡(jiǎn)潔維持在高節(jié)奏的搖擺狀態(tài)，上肢的搖擺動(dòng)作對(duì)下肢的快速搖擺及步幅起促進(jìn)作用。目中具有重要的意義〔〕協(xié)調(diào)人體動(dòng)作，維持身體平衡〔〕搖擺所產(chǎn)生的慣性力可反射支撐反作用力也相應(yīng)增加〔3〕對(duì)位置上升〔4〕重視和合理地利用搖擺技術(shù)。二、力學(xué)原理〔一〕搖擺動(dòng)作的合理協(xié)作原理躍工程中下肢的主動(dòng)前搖擺作與起跳動(dòng)作之間存在的這種合理協(xié)作關(guān)系是符合人體構(gòu)造與關(guān)系，是符合肌肉收縮力學(xué)特性的。慣性力任何物體在不受外力作用時(shí)，將保持其原來(lái)狀態(tài)不變的性質(zhì)稱為慣性，又稱慣性定律，慣性系的加速度方向相反，即Qmar

〔1〕式中，Q為慣性力，mar

為非慣性系的加速度。慣性力是為了在加速度參照系中描述物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而虛構(gòu)的一種力三定律，所以通常說(shuō)慣性力是不存在的。例如，人站在汽車?yán)?，?dāng)汽車突然起動(dòng)時(shí)，汽車向前以加速度a前進(jìn)，站在汽車?yán)锏娜四_隨著汽車〔被牽連〕以加速度a前進(jìn)，但人的質(zhì)心C仍舊要和原來(lái)的慣性參照系〔地面〕a前進(jìn)的加速度參照系汽車而言，勢(shì)必表現(xiàn)為后退的加速度〔-a〕運(yùn)動(dòng)，因而人就感覺(jué)到像有什么力氣拉他向后，但是又找不到這個(gè)施力物體〔施力者，在此狀況下人們就設(shè)想有一個(gè)水平的慣性力Q=-ma作用于人體的質(zhì)心C處，用以描寫上述現(xiàn)象。同樣道理，當(dāng)汽車緊急剎車時(shí)，人們又可以設(shè)想有一個(gè)水平的慣性力拉他向前。慣性力和相互作用力的區(qū)分是〔〔〕非慣性系中才能夠觀看到慣性力。搖擺動(dòng)作的協(xié)作形式在跑、跳動(dòng)作中所謂“蹬擺”伸階段負(fù)擔(dān)，使蹬伸動(dòng)作緩慢。在實(shí)踐中還會(huì)看到另一種狀況，所謂“搖擺動(dòng)作超過(guò)了蹬伸動(dòng)作”，即搖擺動(dòng)作過(guò)快，超過(guò)了蹬地腿負(fù)荷力量。導(dǎo)致“蹬不起”，產(chǎn)生臀部“后坐現(xiàn)象”，蹬地動(dòng)作，或者是蹬伸動(dòng)作的肌力缺乏引起的。只有蹬、搖擺作合理協(xié)作，才能使〔角〕動(dòng)(相對(duì)其髖關(guān)節(jié)中心)呈規(guī)律性變化：在度值開(kāi)頭減小。起跳完畢時(shí)，甚至可為負(fù)值〔圖。圖1李瑞芬起跳時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：連續(xù)動(dòng)作簡(jiǎn)圖〔100格/秒；B方向上加速度；C：踏跳腿膝關(guān)節(jié)角度這一規(guī)律性反映了搖擺動(dòng)作與起跳動(dòng)作的合理協(xié)作形式，也符合人體的構(gòu)造和機(jī)能特的緩沖階段，搖擺加速度由負(fù)值向正加速度方向進(jìn)展，并在最大緩沖時(shí)加速度值到達(dá)最大；動(dòng)動(dòng)作的加速度值的變化與起跳腿的動(dòng)作階段有一個(gè)合理協(xié)作形式進(jìn)展加速搖擺〔先是負(fù)加速，在蹬伸階段搖擺動(dòng)作進(jìn)展制動(dòng)〔即加速度值減小以致成負(fù)加速搖擺。這樣的協(xié)作形式，使得起跳腿著地時(shí)刻，其慣性力的作用有利于削減人體與地面39.7%，比做等長(zhǎng)收縮時(shí)大約13.5%。因此搖擺動(dòng)作與蹬地動(dòng)作的上述協(xié)作形式是符合肌肉收縮力學(xué)性質(zhì)的，并且有利于取得更好的踏跳效果?！捕硴u擺動(dòng)作的轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)原理動(dòng)作力學(xué)原理聽(tīng)從轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)原理。轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題中的力學(xué)根底是轉(zhuǎn)動(dòng)定律和角動(dòng)量定理。轉(zhuǎn)動(dòng)定律剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角加速度的乘積等于作用于剛體的合外力矩，即MI 〔2〕此式稱為轉(zhuǎn)動(dòng)定律，是轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)中的牛頓其次定律。定律說(shuō)明，外力矩是剛體轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變的力學(xué)緣由。式中力矩M，角加速度和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I均對(duì)同一轉(zhuǎn)軸而言，且M與方向恒全都。MrF。其物理意義是力矩的大小是力與力臂之積，力矩的方向垂直于rFrF所確定的平面。轉(zhuǎn)動(dòng)定律對(duì)于爭(zhēng)論體育運(yùn)動(dòng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題是很重要的，是剛體動(dòng)力學(xué)的一個(gè)根本公式，的大小，后者可以通過(guò)增大肌肉力氣和肌力臂來(lái)增大肌力矩。角動(dòng)量定理〔動(dòng)量矩定理〕角動(dòng)量定理可由轉(zhuǎn)動(dòng)定律推導(dǎo)出來(lái)。設(shè)對(duì)某軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I的剛體，受恒力矩M的作用，其角加速度也是恒定的，t時(shí)刻的角速度為，t時(shí)刻的角速度為 則有：1 1 2 2MI

I 2 1

〔3〕t t2 1即： M(t2

t)I1 I1

〔4〕這就是角動(dòng)量定理，式中M(t t)成沖量矩，SI制單位是N·m·s，I稱角動(dòng)量，SI制單2 1位是kgm2/s。角動(dòng)量定理說(shuō)明：剛體角動(dòng)量的增加量等于它所受到的沖量矩。角動(dòng)量是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度的乘積，表示剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。不同時(shí)間剛體角動(dòng)量的變角動(dòng)量守恒定律0即當(dāng)M＝0時(shí) I恒矢量 〔5〕人體處于騰空無(wú)支撐狀態(tài)時(shí)，滿足角動(dòng)量守恒的條件。角動(dòng)量是矢量，其方向?yàn)榻撬俣圈氐姆较颉o(wú)論人體空中動(dòng)作多么簡(jiǎn)單，其總角動(dòng)量完全由騰空瞬間的初始條件所打算。借助人體姿勢(shì)的變化和環(huán)節(jié)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)移，但是，人體的總角動(dòng)量的大小和方向均守恒。在體育運(yùn)動(dòng)中，無(wú)論是器械的轉(zhuǎn)動(dòng)還是人體局部肢體的轉(zhuǎn)動(dòng)或人體整體轉(zhuǎn)動(dòng)，都可以用理分析人體環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)和人體整體轉(zhuǎn)動(dòng)可以幫助我們理解加大轉(zhuǎn)動(dòng)效果的力學(xué)機(jī)制。角動(dòng)量轉(zhuǎn)移原理角動(dòng)量在身體內(nèi)的傳遞和轉(zhuǎn)移主要是利用某些身體環(huán)節(jié)的突然制動(dòng)2所示。體操動(dòng)作中很多屈伸上動(dòng)作的力學(xué)原理都與此類似。圖2 仰臥擺腿起坐從而提高了起跳的效果?！踩硨?shí)例分析短跑途中跑擺腿動(dòng)作的力學(xué)分析在短跑途中跑中，當(dāng)有力的后蹬完畢之后，即進(jìn)入了擺腿。在擺腿動(dòng)作中，要求動(dòng)作幅度大，速度快而有力。加大擺腿的力氣和幅度，可以增大步長(zhǎng)。因此短跑后蹬技術(shù)中，格外向全都〔均向前，所以骨盆的前移與轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)了搖擺腿的樂(lè)觀前擺，增加了擺腿的力氣和幅度。由于搖擺腿的樂(lè)觀向前上方擺，這時(shí)它所產(chǎn)生的慣性力是指向后下，通過(guò)骨盆把這個(gè)向后下的慣性力傳遞到另一支撐腿，從而加大了它的后蹬力氣。加快搖擺的速度，可提高步頻。怎樣才能加快擺腿的速度呢？有兩條途徑：一是增加反比，在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量肯定時(shí)，力矩增大，角加速度增大；二是減小轉(zhuǎn)動(dòng)肢體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。轉(zhuǎn)動(dòng)要是應(yīng)當(dāng)縮短肢體的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑以減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。疊，以減小搖擺腿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，優(yōu)秀短跑運(yùn)發(fā)動(dòng)的搖擺腿腳跟觸及臀部。跳開(kāi)工程中肢體搖擺動(dòng)作的力學(xué)分析環(huán)節(jié)(如兩臂及搖擺腿，甚至于軀干)作背離蹬地點(diǎn)方向的快速搖擺動(dòng)作，相應(yīng)環(huán)節(jié)的重心在向支點(diǎn)的搖擺動(dòng)作是蹬地動(dòng)作的組成局部。以跳高工程的搖擺為例，見(jiàn)圖3。在起跳的緩沖階段，搖擺環(huán)節(jié)的加速度值急劇增加，可以通過(guò)起跳腿反射性地增加地面給人體的反作用力增加。在蹬伸階段時(shí)，搖擺動(dòng)作向上的加速度值減小，則減輕了起跳腿肌肉的額外負(fù)荷。這與肌肉做抑制性工作時(shí)肌肉向心收縮力較小相全都〔矩〕〔角時(shí)可傳遞給非搖擺環(huán)節(jié)，使軀干等環(huán)節(jié)產(chǎn)生更大的向上運(yùn)動(dòng)的速度，以利于人體的騰起。3三、動(dòng)作特征〔一〕加大搖擺的角加速度可以通過(guò)減小搖擺肢體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和增加肌力矩實(shí)現(xiàn)人體的各種搖擺動(dòng)作都是以骨杠桿進(jìn)展肯定幅度的轉(zhuǎn)動(dòng)為根底的矩大于阻力矩時(shí)，環(huán)節(jié)做抑制性工作；當(dāng)肌力矩小于阻力矩時(shí)，環(huán)節(jié)做退讓性工作；當(dāng)肌力?？梢猿惺軠p小肢體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和增加肌力矩來(lái)實(shí)現(xiàn)。增大肌力矩：由轉(zhuǎn)動(dòng)定律和動(dòng)量矩定理可知，增大肌肉的拉力矩可以增大環(huán)節(jié)繞相應(yīng)么臀部顯著隆起的黑人運(yùn)發(fā)動(dòng)特別擅長(zhǎng)跳動(dòng)的重要緣由。減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：當(dāng)肌力矩肯定時(shí)，減小環(huán)節(jié)對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，可以到達(dá)增大搖擺角的?！捕硲?yīng)強(qiáng)調(diào)搖擺動(dòng)作與主體動(dòng)作之間的合理協(xié)作關(guān)系的質(zhì)量很大程度上打算了整個(gè)動(dòng)作完成的效果調(diào)它與主體動(dòng)作的合理協(xié)作關(guān)系。在完成跳動(dòng)動(dòng)作時(shí)，搖擺環(huán)節(jié)的加速度值呈規(guī)律性變化，搖擺肢體的加速度與起跳階段呈合理的協(xié)作關(guān)系作之間存在的這種合理協(xié)作關(guān)系符合人體構(gòu)造與性能特點(diǎn)“蹬不起來(lái)”現(xiàn)象。因此，肢體搖擺〔主體動(dòng)作〕做恰當(dāng)?shù)募铀倥c減速運(yùn)動(dòng)?！踩硴u擺肢體的適時(shí)制動(dòng)是角動(dòng)量在體內(nèi)合理轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵搖擺動(dòng)作的適時(shí)制動(dòng)是促使角動(dòng)量在身體內(nèi)傳遞和轉(zhuǎn)移的緣由，可以提高主體動(dòng)作效起跳腿等非搖擺環(huán)節(jié)的角動(dòng)量增加，以使其在搖擺方向上的動(dòng)量增大。[思考與練習(xí)何謂搖擺？搖擺動(dòng)作有哪些作用？什么是慣性力？慣性力和相互作用力的區(qū)分是什么？以跳高為例說(shuō)明搖擺動(dòng)作的合理協(xié)作形式。如何加大搖擺肢體的角加速度？簡(jiǎn)述搖擺動(dòng)作的動(dòng)作特征?！糙w煥彬、王海濤〕在人體運(yùn)動(dòng)中，下肢蹬伸動(dòng)作是人體運(yùn)動(dòng)的根本動(dòng)作。涉及到人體在不同狀態(tài)下的走、跑、跳、投等根本動(dòng)作。一、動(dòng)作形式程，稱為蹬伸動(dòng)作。向后下方的蹬伸，以獲得大的水平分力〔如跑的后蹬動(dòng)作動(dòng)作，要求垂直蹬伸，以獲得大的垂直分力〔如縱跳摸高動(dòng)作動(dòng)的力矩〔如把戲滑冰三周跳動(dòng)作。二、力學(xué)原理蹬伸動(dòng)作的目的一般為獵取騰空的高度或騰空的遠(yuǎn)度。HV02sin22gSV02sin2g從力學(xué)角度來(lái)看,重心上上升度和遠(yuǎn)度取決于運(yùn)發(fā)動(dòng)蹬離瞬間重心的騰起初速度V0,而V0則取于力的沖量。依據(jù)動(dòng)量定理有:FtVtmV0mFtVt

V0mmF(t)為蹬伸起跳力在豎直方向上的重量,m為人體質(zhì)量,△t為人體起動(dòng)開(kāi)頭至離板瞬間g為重力加速度。從上式可看出,重心上升最大高度和遠(yuǎn)度與力的大小和力的作用時(shí)間的乘積有關(guān),而不是由力的大小或作用時(shí)間的長(zhǎng)短單獨(dú)打算?！惨弧车派炝獾挠绊懸蛩氐呐e力，從而完成蹬離動(dòng)作。其力學(xué)過(guò)程如同復(fù)杠桿原理〔圖1。蹬伸活動(dòng)時(shí)，使膝關(guān)節(jié)向左移動(dòng)的力P〔由伸膝肌群產(chǎn)生P=N1+1，使股骨上端產(chǎn)生向上的舉力F，設(shè)大腿與小腿長(zhǎng)相等即AB=BC=L2θ，當(dāng)膝關(guān)節(jié)向右移動(dòng)Δsθ+Δθ2Δy，則：FPtg2上式說(shuō)明舉力與伸力P2θ接近180°，很小的力P2說(shuō)明隨膝關(guān)節(jié)角度增加，蹬地力明顯上升。1下肢蹬伸時(shí)復(fù)杠桿示意圖2膝關(guān)節(jié)不同角度時(shí)蹬地力由于人體大腿與小腿長(zhǎng)并非等長(zhǎng)，設(shè)大腿長(zhǎng)為L(zhǎng)L，則上舉力：LL1sinL22 L11 COS2F Ptg /(1 )由上式說(shuō)明，上舉力的大小與伸膝肌力P成正比，與膝關(guān)節(jié)角度大小有關(guān)，同時(shí)與大四頭肌等伸膝肌群的力氣，同時(shí)留意進(jìn)展大腿屈肌群的力氣，使P值增長(zhǎng)，其次是依據(jù)不同運(yùn)開(kāi)工程特點(diǎn)，把握合理的起跳角度?！捕巢煌リP(guān)節(jié)角度對(duì)蹬伸效果的影響在體育運(yùn)動(dòng)中的很多工程,如短跑的起跑,游泳的動(dòng)身動(dòng)作及跆拳道等,都是從靜止的因素之一就是起動(dòng)力氣。SJ(SquatJumpTest習(xí)慣上稱半蹲跳測(cè)試)測(cè)試是目前用于起動(dòng)力氣檢測(cè)與效果評(píng)定較為常用的手段有關(guān)靜力性蹬伸技術(shù)動(dòng)作的優(yōu)化供給理論依據(jù)。膝角〔°〕最大力值〔N〕膝角〔°〕最大力值〔N〕蹬伸時(shí)間〔ms〕重心上升最大高度〔cm〕75890±19520±1332901080±1844023400203202123019175±1415表1為黃志剛等的試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明,隨著膝角的增大,起跳階段所達(dá)最大力值隨之增大,在膝關(guān)節(jié)角度超過(guò)150°后,蹬伸最大力值開(kāi)頭減小。在靜態(tài)發(fā)力的技術(shù)動(dòng)作中,膝關(guān)節(jié)的合理角度應(yīng)在135°至150之間。但起跳蹬伸時(shí)間與膝角變化的關(guān)系相反,隨膝角的增大,SJ75和SJ90無(wú)顯著差異,其余均隨膝角增大,力值增加而重心上升最大高度卻隨之降低動(dòng)作,如上臂的搖擺,軀體的運(yùn)動(dòng)等。此狀態(tài)下的縱跳高度還與下肢肌肉彈性能的儲(chǔ)藏極為相關(guān)，由解剖學(xué)、生理學(xué)學(xué)問(wèn)可知,當(dāng)膝關(guān)節(jié)由淺蹲到深蹲(即膝角由大到小)過(guò)程中,隨膝角的減小,伸髖、伸膝、屈踝關(guān)節(jié)的肌群被充分拉長(zhǎng),肌肉儲(chǔ)藏的彈性能也多,在快速蹲跳中,該種豐富的彈性能很快轉(zhuǎn)化為蹲跳時(shí)的動(dòng)能，從而也獲得了較大的蹲跳離地時(shí)的速度；而較大的膝角，如淺蹲階段,下肢肌肉不行能被充分拉長(zhǎng),導(dǎo)致肌肉彈性儲(chǔ)藏缺乏,且完成蹬1,使肌肉的彈性能未能得到很好的發(fā)揮與利用,從而也導(dǎo)致在淺蹲下縱跳不高的原因。因此,運(yùn)發(fā)動(dòng)重心上升的高度,取決于下肢肌肉彈性能的儲(chǔ)藏。由此可見(jiàn),膝關(guān)節(jié)角度在75°至90°之間完成半蹲跳可更好的發(fā)揮和利用肌肉所儲(chǔ)藏的彈性能量?！脖?〕中可看出,靜態(tài)蹲跳的最大力值是在淺蹲,隨膝角的減小,其最大力值也減小,而縱跳高度、蹬伸時(shí)間、沖量值、騰空時(shí)間從淺蹲到深蹲,其量值增大,即隨3中可知,最大力與縱跳高度之間,不管在何種膝角下,其兩者之間均呈低度相關(guān),且P>05說(shuō)明并不是力大就能跳得高；而表4卻說(shuō)明，沖量值大，縱跳高度就高，且這兩者之間呈高度相關(guān)，r>0.7,且P<0.01,有較高的顯著性。表2不同膝角靜態(tài)蹲跳測(cè)試指標(biāo)均值及檢驗(yàn)[2]表3最大力與縱跳高度的相關(guān)性檢驗(yàn)[2]表4沖量值與縱跳高度的相關(guān)性檢驗(yàn)[2](三)蹬伸階段擺臂的作用蹬擺的協(xié)調(diào)協(xié)作，對(duì)高質(zhì)量完成蹬伸動(dòng)作具有重要的生物力學(xué)意義。其力學(xué)原理如下：依據(jù)牛頓其次定律，在豎直方向，可以建立方程：mai ii1式中m3個(gè)局部：搖擺腿、雙臂及身體其余i局部，并設(shè)它們質(zhì)量分別為mmmaaa1 2 3 1 2 3F maz 11

ma2

ma3 3假設(shè)搖擺腿、雙臂與身體其余局部象上的加速度均等于a，即身體各局部之間沒(méi)有相對(duì)加速度，則支撐反作用力為：Fzm(ag)假設(shè)搖擺腿、雙臂上擺的加速度均大于身體其它局部向上的加速度a，即相對(duì)于身體其它局部有相對(duì)加速度，并假設(shè)a1和a2均為a+△a，則支撐反作用力為：Fm(ag)(mm)aZ 1 2FF

，即踏跳力增多了〔m+m

〕△a，說(shuō)明：在起跳蹬伸階段，參與加速上擺的z z 1 2環(huán)節(jié)越多，質(zhì)量越大，且上擺加速度越大，所增加的踏跳力越大。朱國(guó)生在“擺臂在縱跳動(dòng)作中的生物力學(xué)爭(zhēng)論”[3]一文爭(zhēng)論說(shuō)明，表5 縱跳高度及顯著性檢驗(yàn)[3]表5中顯示，同一膝角下擺臂縱跳高度大于不擺臂縱跳高度，且P＜0.01即有顯著性差異，最大縱跳高度在半蹲擺臂縱跳。表6 最大力及顯著性檢驗(yàn)3]從表6中顯示，在同一膝角下擺臂縱跳的最大力大于不擺臂縱跳的最大力，P>0.05且均有顯著差異。表7 蹬伸時(shí)間及顯著性檢驗(yàn)[3]從表7P＞0.0伸時(shí)間主要與膝角大小有關(guān)，與是否擺臂關(guān)系不親熱。表8 沖量值及其顯著性檢驗(yàn)[3] 〔單位：牛頓.秒〕從表8中可知，同一膝角起跳的沖量均值均是擺臂縱跳時(shí)大，且有顯著性差異，P＜0.05。9沖量值與縱跳高度相關(guān)性檢驗(yàn)從表9中看，沖量值與縱跳高度不管是否擺臂，在同一膝角下均為中度相關(guān)，P＜0.01，說(shuō)明沖量的大小與縱跳高度相關(guān)較親熱。10縱跳速度及及其顯著性檢驗(yàn)[3]表10中顯示，同一膝角擺臂縱跳時(shí)起跳速度均值均大于不擺臂縱跳時(shí)起跳速度均值，且有顯著性差異P＜0.05。最大起跳速度為半蹲擺臂縱跳。綜上所述，同一膝角下，最大力、縱跳高度、沖量值、起跳速度都是擺臂縱跳時(shí)較大，且均有顯著差異。半蹲擺臂縱跳時(shí)縱跳高度最大。三、動(dòng)作特征〔一〕圖SJFz--t曲線[4]a點(diǎn)為啟動(dòng)點(diǎn)〔已扣除體重b為最大力值圖4CMJ測(cè)試采樣曲線〔已扣除體重〕[4]CMJ〔CounterMovementJump〕下蹲跳，根本方法為受試者雙手叉腰從直4為受試者從直立狀態(tài)快速下蹲至膝角90度左右并快速向上蹬伸起跳的整個(gè)動(dòng)力學(xué)過(guò)程對(duì)應(yīng)的采bbc段下肢伸肌群離心c點(diǎn)，離心收縮過(guò)程完畢，身體重心到達(dá)本次測(cè)試的最低點(diǎn)，速度為零，張力達(dá)最大值。cd段為下肢伸肌d點(diǎn)達(dá)最大值起跳離開(kāi)臺(tái)面。4C點(diǎn)，具有縮的起點(diǎn)，通常將其稱為臨界點(diǎn)〔TurningPoin。(二)各關(guān)節(jié)發(fā)力挨次特征5關(guān)節(jié)加速挨次[6]圖6各關(guān)節(jié)角速度變化曲線[6]運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的關(guān)節(jié)活動(dòng)挨次性原理認(rèn)為：正確的蹬伸過(guò)程，髖、膝、踝3個(gè)關(guān)節(jié)的大。在蹬仲的前一階段抑制人休較大的慣性阻力主要靠這兩個(gè)關(guān)節(jié)的肌群先產(chǎn)生向心收縮。56動(dòng)狀況的合理性就打算了動(dòng)力曲線外形的合理性踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀況的合理性。在蹬伸動(dòng)作過(guò)程中，踝關(guān)節(jié)和趾關(guān)節(jié)處于蹬離地面的最終部位，同時(shí)處于有利于發(fā)揮最快速度的時(shí)刻動(dòng)量定理說(shuō)明，延長(zhǎng)用力過(guò)程，延長(zhǎng)力的作用時(shí)間，可增加人體動(dòng)量的變化量，有利于提高踝、趾關(guān)節(jié)的樂(lè)觀用力，有利于人體重心速度的提高。因此，在訓(xùn)練中在抓好髖、膝關(guān)節(jié)伸的訓(xùn)練極為重要?！踩车派斓乃俣忍卣鱒hm/s表11Vym/s男子排球運(yùn)發(fā)動(dòng)原地縱跳運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)[6]肩角速 髖角速 膝角速 踝角速度ω 度ω 度ω 度ωHdmHom均數(shù)12.83.409831.0 626.3 888.6 755.30.4460.613方差1.30.1698.7 53.3 66.6 84.80.0410.062表11中Hd為預(yù)擺階段下沉量，Ho為運(yùn)發(fā)動(dòng)平均質(zhì)心起跳高度，Vh為手臂的搖擺合速度。[V與Hr=0.8，H與H呈負(fù)相關(guān)，r=-0.84。由此可見(jiàn)，手臂的快速搖擺對(duì)起跳效果格外重要。而人體的下沉量不宜太大，因下沉量小，停留時(shí)間短，有利于肌肉彈性勢(shì)能的利用，起跳高度大；反之，下沉量大，會(huì)引起停留時(shí)間的延長(zhǎng)，增加肌肉內(nèi)彈性勢(shì)能的損耗，不利于起跳高度的增加。對(duì)圖6男排運(yùn)發(fā)動(dòng)在起跳過(guò)程中各曲線同步分析，當(dāng)Vy到達(dá)最大時(shí)，髖、膝、踝旋轉(zhuǎn)角速度均到達(dá)最大值，表現(xiàn)動(dòng)身力的良好協(xié)調(diào)性。在肩、髖、膝、踝各關(guān)節(jié)的蹬伸過(guò)程中，膝要作用。〔趙煥彬、王海濤〕一、動(dòng)作形式和球的作用時(shí)間，減小球?qū)κ值臎_力作用，在籃球技術(shù)中要領(lǐng)稱“迎、引、握撐竿跳高和跳高用的海綿墊拳擊運(yùn)發(fā)動(dòng)帶的手套，可減緩擊打時(shí)的沖擊力值。從緩沖動(dòng)作的目的分析，有些緩沖動(dòng)作是作為動(dòng)作的完畢局部，把握人體平衡是其主要任務(wù)，如體操、武術(shù)、技巧、舞蹈等完畢局部的動(dòng)作。另外，有相當(dāng)一局部緩沖動(dòng)作是為3及在最大緩沖時(shí)人體重心與支撐點(diǎn)的相互聯(lián)系。沖動(dòng)作的作為技術(shù)動(dòng)作的結(jié)果局部，但相當(dāng)一局部緩沖動(dòng)作是后繼動(dòng)作的預(yù)備。圖1圖1落地緩沖動(dòng)作這類緩沖動(dòng)作作為體育動(dòng)作的結(jié)果局部，把握人體平衡是其主要任務(wù)。例如體操各種下法、跳高1類型，即鏈型緩沖、彈性緩沖、剛性緩沖。鏈型緩沖：是指落地階段前期和中期膝、踝、節(jié)屈至極限)承受沖擊，肌肉進(jìn)展向心收縮，肌肉受力小于肌肉收縮力。沖擊力隨時(shí)間變化曲線如圖2a在緩沖階段后期，水平速度損失大，前沖力小，易消滅后坐現(xiàn)象。力曲線如圖2b所示。彈性緩沖的緩沖力發(fā)生在緩沖階段全過(guò)程，前沖力和后坐力適中。,肌肉進(jìn)展等長(zhǎng)收縮,肌肉受力等于肌肉收縮力。這種狀況下，沖擊發(fā)生在落地階段前期，沖擊力曲線如圖2c利于提高成績(jī)，又有利于防止落地受傷。a)a)鏈型緩沖b)彈性緩沖c)剛性緩沖圖2三種緩沖類型沖力曲線〔二〕作為中間環(huán)節(jié)的緩沖動(dòng)作3關(guān)節(jié)踝關(guān)節(jié)角度削減至最大緩沖階段這就為蹬伸取得取得較小的后蹬角及肌肉發(fā)力有利獲平速度做預(yù)備的，屈膝角變化大179-14，而短跑由153-13作的質(zhì)量，如跳遠(yuǎn)，在同樣助跑速度下，起跳腳前伸著地〔與地面夾角小，跳腳緩沖小會(huì)大，騰空過(guò)高，水平速度損失過(guò)大。相反，當(dāng)起跳腳著地較近〔與地面夾角大，緩沖過(guò)度實(shí)際效果。二、力學(xué)原理人體的緩沖動(dòng)作是為了減小沖擊力對(duì)人體的損傷并保證動(dòng)作的挨次完成學(xué)原理外還應(yīng)遵循生物學(xué)原理，關(guān)節(jié)肌肉作退讓性工作的特點(diǎn)可以說(shuō)明緩沖動(dòng)作原理?！惨弧尘彌_動(dòng)作的減小沖擊力原理地保護(hù)運(yùn)發(fā)動(dòng)，防止受傷事故的發(fā)生。以武術(shù)運(yùn)動(dòng)中的騰空動(dòng)作為例，經(jīng)過(guò)助跑、踏跳到騰空，在落地前的一刻人體已經(jīng)獲得肯定的速度V1

，所以，對(duì)于落地動(dòng)作，人體就有了初速度V1

，動(dòng)量mV

，假設(shè)落地后人1體運(yùn)動(dòng)的速度變?yōu)閂2

，就是由于人體與地面碰撞的結(jié)果，即受到地面對(duì)人體碰撞力的沖量。由此可知，運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)量的變化mV2mV1mV1向關(guān)系上的客觀規(guī)律，叫做動(dòng)量定理。它指出，一個(gè)物體在時(shí)間t內(nèi)的動(dòng)量的轉(zhuǎn)變量，等于作用在這個(gè)物體上的力的沖量。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為

mV1

是由力的沖量作用的結(jié)果。物理學(xué)中又把反映2

t)mV1 2而在落地緩沖時(shí)間t力主要有重力G和地N，并且兩力的作用點(diǎn)均在落地腳上。如圖5，作用于全身的力的大小隨時(shí)間的變化曲線，腳與地面一接觸，身體所受的沖擊力在約0.086秒時(shí)間內(nèi)到達(dá)頂峰，0.20.27為零。由圖可知，人體所受的合外力FNGF(t2

t)mV1

mV1

可知，F(xiàn)mV2

mV1

/(t2

t)；對(duì)每個(gè)運(yùn)發(fā)動(dòng)的某次動(dòng)作來(lái)說(shuō)，動(dòng)量的變化量是肯定的。即1mV mV2

F與t成反比例關(guān)系，為了盡量減小地面對(duì)人體的平均沖力，防止損害事故發(fā)生，就得盡可能設(shè)法延長(zhǎng)人體與地面的落地接觸時(shí)間以加長(zhǎng)力的作用距離，增長(zhǎng)力的作用時(shí)間，從而到達(dá)減小F的目的。方向上實(shí)現(xiàn)動(dòng)量變化的過(guò)程，人體與地面相互作用的動(dòng)量變化值肯定，延長(zhǎng)力的作用時(shí)間，活整休，緩沖動(dòng)作類型不同,人體及各環(huán)節(jié)受力不同狀況下，應(yīng)留意在落地時(shí)四肢、軀體的屈伸的協(xié)作，將對(duì)延長(zhǎng)落地緩沖時(shí)間發(fā)揮主動(dòng)作用。嫻熟、標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)備動(dòng)作力，是減小沖擊力，提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)和避開(kāi)運(yùn)動(dòng)損傷的重要條件?！捕尘彌_動(dòng)作的能量轉(zhuǎn)化原理個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變，稱為能量守量恒定律。勢(shì)能屬非代謝能，在緩沖完畢時(shí)轉(zhuǎn)化為后繼動(dòng)作〔如后蹬〕時(shí)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能肌肉總收縮力?！踩尘彌_動(dòng)作的肌肉退讓性工作原理肉退讓性工作力量的強(qiáng)弱直接影響著緩沖質(zhì)量的凹凸以及正確緩沖動(dòng)作的完成性工作的速度有直接關(guān)系能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，在緩沖階段使關(guān)節(jié)四周的大機(jī)群肌肉發(fā)揮最大工作效率。群(股前肌群)和踝關(guān)節(jié)的屈肌群(主要是小腿三頭肌)及足底的韌帶在巨大的壓力作用下被肌群在緩沖階段也參于工作，其作用是樂(lè)觀去拉引小腿，對(duì)身體重心、的產(chǎn)生肯定的牽引，加速身體重心的前移。由此可以看出，在緩沖階段，下肢肌群有的作退讓性工作質(zhì)量的好壞。肌肉退讓性工作力量越強(qiáng)，緩沖的效果就越好。三、動(dòng)作特征作特征上主要表現(xiàn)為如下幾個(gè)方面：在人體動(dòng)量變化肯定狀況下，延長(zhǎng)力的作用時(shí)間，減小對(duì)環(huán)節(jié)及人體的沖擊力，減緩?fù)饬?duì)人體的作用。如人體由空中的各種落地的緩沖動(dòng)作。緩沖動(dòng)作不僅是一個(gè)動(dòng)量轉(zhuǎn)化過(guò)程，還是肌肉主動(dòng)持續(xù)做功致使人體能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。如人體各種跑、跳動(dòng)作的緩沖過(guò)程。緩沖動(dòng)作與人體解剖特點(diǎn)有關(guān)。人體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的各種緩沖動(dòng)作，是依靠人體關(guān)節(jié)、脊柱、肌肉、肌腱和韌帶等合理的工作實(shí)現(xiàn)的。人體的解剖特點(diǎn)和機(jī)能狀態(tài)水平，將影不斷提高自身的緩沖力量。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，人體可借助各種緩沖器材，增加緩沖效果。如體操運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館使用的海綿墊、海綿包；跳遠(yuǎn)沙坑、田徑場(chǎng)館的塑膠和煤渣跑道、各種球館地板的質(zhì)量和構(gòu)造；運(yùn)傷，提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)具有重要作用。緩沖動(dòng)作的實(shí)例分析還必定蘊(yùn)含著比器械環(huán)更加簡(jiǎn)單的生物學(xué)原理動(dòng)作中的應(yīng)用加以分析。作為完畢局部的緩沖動(dòng)作著地，并快速過(guò)渡到全腳掌，并同時(shí)伴有屈膝、屈髖、伸踝動(dòng)作，通過(guò)下肢三大環(huán)節(jié)角度的沖擊力，保護(hù)人體免受損傷。作為中間環(huán)節(jié)的緩沖動(dòng)作和樂(lè)觀踏跳地面產(chǎn)生的巨大沖力，迫使起跳腿做退讓工作。從起跳腳接觸地面的瞬間開(kāi)頭，和所用的時(shí)間是影響起跳技術(shù)的關(guān)鍵則伸肌群緩沖外界負(fù)荷的力量強(qiáng)，肌肉被拉伸的長(zhǎng)度小，緩沖與蹬伸“過(guò)度”時(shí)間短，肌肉地后下肢關(guān)節(jié)過(guò)度彎曲，導(dǎo)致退讓性工作向抑制式工作的“過(guò)度”延緩，會(huì)延長(zhǎng)起跳時(shí)間，減慢起跳速度，降低起跳效果。所以，完成緩沖動(dòng)作的質(zhì)量的好壞，直接影響起跳效果?？炷康倪\(yùn)發(fā)動(dòng)，在訓(xùn)練過(guò)程中應(yīng)不斷提高起跳腿退讓工作的力量。第五節(jié)鞭打動(dòng)作的生物力學(xué)原理〔李世明〕一、動(dòng)作形式人體在構(gòu)造上是由關(guān)節(jié)將身體各環(huán)節(jié)相連往表現(xiàn)為由近端環(huán)節(jié)到遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)依次加速與制動(dòng)極大速度的動(dòng)作形式稱為鞭打動(dòng)作。鞭打動(dòng)作是很多體育技術(shù)動(dòng)作的重要組成局部作。在體育運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)發(fā)動(dòng)完成某一動(dòng)作時(shí)，常常需要兩臂〔手〕或兩腿〔足〕具有盡可能〔鞭梢質(zhì)量比軀干〔鞭根〕的鞭打動(dòng)作又可分為投擲性鞭打動(dòng)作與打擊性鞭打動(dòng)作有器械又可分無(wú)器械打擊性鞭打動(dòng)作與有器械打擊性鞭打動(dòng)作體操的雙杠掛臂前擺振浪動(dòng)作等都屬于全身鞭打動(dòng)作〔上肢末端環(huán)節(jié)－手及標(biāo)槍；再如排球的扣球動(dòng)作上肢的鞭打動(dòng)作只是整個(gè)扣球動(dòng)作中的關(guān)鍵部實(shí)際問(wèn)題中分析鞭打動(dòng)作形式時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮鞭打動(dòng)作的完整性?！惨弧成现薮蛏现薮蚩梢苑譃橥稊S與打擊兩種主要形式。投擲性鞭打動(dòng)作類似擲標(biāo)槍、棒球、壘球等工程中上肢作投擲性的鞭打稱為投擲性鞭打動(dòng)作。如投擲標(biāo)槍動(dòng)作中，身體各局部的鞭打是有挨次的，優(yōu)秀運(yùn)發(fā)動(dòng)對(duì)標(biāo)槍的用力曲線圖呈雙峰形〔如圖體形成“滿弓”動(dòng)作致使做鞭打動(dòng)作的肌群處于被拉長(zhǎng)的狀態(tài)儲(chǔ)藏彈性勢(shì)能，緊接著髖關(guān)節(jié)及軀干屈曲鞭打，曲線圖消滅第一波峰；肩關(guān)節(jié)在投擲方向上產(chǎn)生加速度，緊接著肩帶及肩關(guān)節(jié)產(chǎn)生活動(dòng)，使肘關(guān)節(jié)產(chǎn)生位移，軀干開(kāi)頭制動(dòng)，使上臂急速向前上方運(yùn)動(dòng)，前臂跟著上臂留在后面，曲線圖上消滅一個(gè)小波谷，

1對(duì)標(biāo)槍用力曲線個(gè)波峰，力氣到達(dá)最大值。在投擲過(guò)程中，投擲臂各關(guān)節(jié)的速度變化呈肯定的規(guī)律性〔圖2，肩關(guān)節(jié)首先消滅速作用。肢體各關(guān)節(jié)依次發(fā)力，使各環(huán)節(jié)的動(dòng)量逐步積存，末端環(huán)節(jié)〔手或足〕的運(yùn)動(dòng)速度是由其各近側(cè)環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)速度的依次疊加而成，這是另一個(gè)重要方面。速度速度2投擲臂各關(guān)節(jié)的速度曲線打擊性鞭打動(dòng)作打擊性鞭打動(dòng)作可分為無(wú)器械打擊性鞭打與有器械打擊性鞭打兩類。無(wú)器械打擊性鞭打動(dòng)作作之前，上肢處于明顯的屈曲狀態(tài)〔如圖3的目的。3有器械打擊性鞭打動(dòng)作乒乓球、羽毛球以及網(wǎng)球的扣殺等為有器械的打擊性鞭打動(dòng)作形式。如在網(wǎng)球大力發(fā)球過(guò)程中，下肢足夠大的地面反作用力，使身體“蹬離地面”〔Elliott&Wood,1983;VanGheluwe&Hebbelinkck,1986〕,同時(shí)使軀干轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生向前、向上的肩關(guān)節(jié)速度，此速度約為擊球時(shí)球拍速度的 10%～20％〔Elliottetal.1986;VanGheluwe&Hebbelinkck,1986;Elliottetal.199。這些下肢和軀干的運(yùn)動(dòng)也使球拍向“后下方”牽引，這樣肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的肌肉和組織被拉長(zhǎng),利于后繼的發(fā)力動(dòng)作。在發(fā)球過(guò)程中，環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)挨次顯示為：上臂屈曲和外展最早，隨后是肘關(guān)節(jié)伸、腕關(guān)節(jié)尺屈、上臂旋內(nèi)和腕關(guān)節(jié)伸最終是前臂旋內(nèi)微調(diào)拍面形成了膝關(guān)節(jié)髖關(guān)節(jié)肩關(guān)節(jié)肘關(guān)節(jié)腕關(guān)節(jié)、球拍的依次加速過(guò)程〔圖，表達(dá)出了典型的鞭打動(dòng)作形式?！矒?jù)劉卉，2002〕的肌肉更加放松被拉長(zhǎng)，以保證肢體完成鞭打動(dòng)作的速度和幅度?！捕诚轮薮蛐牧Γㄟ^(guò)身體傳至單杠，加大對(duì)單杠的彈性形變，并在恢復(fù)形變時(shí)利用單杠的彈性勢(shì)能，13.4弧度/60千克，該瞬間兩腿重心距髖軸為0.3780.373Q mn 腿

2r腿

1.423789.8

千克〕式中，0.373是兩腿的相對(duì)重量。該瞬間產(chǎn)生1552.6軀干重心較兩腿重心距單杠這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離小得多〔即半徑小得多力下降的幅度小于腿所增長(zhǎng)的幅度，所以整體上慣性離心力是增大的。傳遞形式等方面。下面將以足球大力踢球?yàn)槔龑?duì)下肢鞭打動(dòng)作的動(dòng)作形式進(jìn)展闡述。度。為了到達(dá)這一目的，軀干和下肢各環(huán)節(jié)要盡力向鞭打方向運(yùn)動(dòng)，而且必需協(xié)作。因此，運(yùn)發(fā)動(dòng)在下肢鞭打動(dòng)作中也必定表現(xiàn)出肯定的協(xié)作特征。下肢鞭打動(dòng)作同上肢鞭打動(dòng)作類似，都遵循由近端至遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)依次加速的關(guān)節(jié)活動(dòng)挨次性原理，如圖5踝踝膝髖圖5踢球腿前擺階段主要關(guān)節(jié)速度變化圖〔據(jù)部義峰、李世明等，2007〕由圖5說(shuō)明下肢鞭打動(dòng)作各環(huán)節(jié)速度特征類似于上肢鞭打動(dòng)作近端環(huán)節(jié)動(dòng)量傳遞和速度依次疊加而成的，使遠(yuǎn)端獲得很大的線速度.下肢鞭打動(dòng)作同上肢鞭打動(dòng)作動(dòng)量傳遞形式也類似遞。搖擺腿前擺過(guò)程中，先是大腿前擺，然后再是小腿向前以很快的速度踢出〔此過(guò)程僅秒左右。在大腿向前踢出后不到0.1秒即開(kāi)頭減速，但小腿則不斷加速。從這里可看出角動(dòng)量由大腿向小腿傳遞的過(guò)程。二、力學(xué)原理〔或上肢持物鞭打動(dòng)作同實(shí)際鞭子抽打根本不同之處以實(shí)現(xiàn)末端環(huán)節(jié)最大動(dòng)量的獲得?！惨弧潮薮騽?dòng)作的角動(dòng)量傳遞原理鏈在鞭打動(dòng)作中是通過(guò)角動(dòng)量的傳遞而實(shí)現(xiàn)末端環(huán)節(jié)最大動(dòng)量的獲得1動(dòng)量的傳遞是通過(guò)相鄰環(huán)節(jié)相互作用力產(chǎn)生的沖量矩來(lái)實(shí)現(xiàn)的。近端肌肉的收縮力F產(chǎn)生12肌力矩，使近端環(huán)節(jié)產(chǎn)生角加速度β1，獲得角動(dòng)量。此時(shí)遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)肌肉主動(dòng)收縮產(chǎn)生力F，22該力產(chǎn)生的力矩使遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)獲得角加速度β2的同時(shí)其反作用力-F使近端環(huán)節(jié)產(chǎn)生反向的角2加速度-β3而制動(dòng)，由于相連的近、遠(yuǎn)端兩環(huán)節(jié)之間存在的沖量矩使得近端環(huán)節(jié)獲得的角動(dòng)量傳遞至遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)，使遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)的角速度增大〔圖6。在制動(dòng)過(guò)程中，近端環(huán)節(jié)的角動(dòng)量節(jié)的制動(dòng)力來(lái)自何處呢？人們會(huì)想固然地認(rèn)為可能是使近端環(huán)節(jié)加速的原動(dòng)肌的對(duì)抗肌用環(huán)節(jié)的角動(dòng)量得到進(jìn)一步增加，因此人體鞭打動(dòng)作更加有效和簡(jiǎn)單。6上肢鞭打動(dòng)作模式圖的角動(dòng)量逐步積存，末端環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)速度是由其各近側(cè)環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)速度的依次合成疊加而上位環(huán)節(jié)的動(dòng)量傳遞還是支配該運(yùn)動(dòng)的肌肉主動(dòng)收縮還不得而知，至今尚未解釋清楚。123人體作為生物體其關(guān)節(jié)構(gòu)造有其自1式及幅度一覽表。1的自由度，而不能像鞭子一樣隨便運(yùn)動(dòng)。如足球運(yùn)動(dòng)中的腳背內(nèi)側(cè)踢球或者腳內(nèi)側(cè)踢球，觸小，最大約50°，超過(guò)這個(gè)旋轉(zhuǎn)幅度就會(huì)造成韌帶的拉傷，因此僅靠膝關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)不能使的隨便性，而且，上、下肢在鞭打動(dòng)作構(gòu)造上和活動(dòng)范圍上也會(huì)有所不同。1關(guān)節(jié)根本運(yùn)動(dòng)形式運(yùn)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)幅度屈伸冠狀軸110°～140°外展內(nèi)收矢狀軸90°～120°肩旋內(nèi)旋外垂直軸90°～120°環(huán)轉(zhuǎn)上水平屈伸肢屈伸冠狀軸135°～140°旋前旋后垂直軸140°～180°屈伸冠狀軸150°腕 外展內(nèi)收矢狀軸60°環(huán)轉(zhuǎn)屈伸冠狀軸140°髖外展內(nèi)收矢狀軸45°旋內(nèi)旋外垂直軸40°～50°下環(huán)轉(zhuǎn)肢屈伸冠狀軸130°～160°膝旋轉(zhuǎn)〔屈膝時(shí)〕垂直軸50°髕骨上下滑動(dòng)踝屈伸冠狀軸50°～80°肘2001肘17程度的重復(fù)運(yùn)動(dòng)Hor，199。人體鞭打動(dòng)作過(guò)程中表現(xiàn)出的對(duì)環(huán)節(jié)自由度的掌握，保證了用力方向與運(yùn)動(dòng)方向的全都，這也是人體鞭打動(dòng)作區(qū)分于實(shí)際鞭打抽打的重要特征之一。方向全都，有利于近、遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)角動(dòng)量的傳遞方向與運(yùn)動(dòng)方向保持全都。〔右手?jǐn)S中〔以右手運(yùn)發(fā)動(dòng)4步投擲步為例，第3步右腳著地后，右腿快速屈膝緩沖，以減小制動(dòng)強(qiáng)有力的制動(dòng)支撐，以完成動(dòng)量從下到上的依次傳遞過(guò)程。增大遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)或標(biāo)槍的線速度，使投擲臂或標(biāo)槍在上肢鞭打動(dòng)作前就獲得肯定速度件。因此，穩(wěn)固的支撐可以提高角動(dòng)量傳遞的效率?！捕潮薮騽?dòng)作的肌肉活動(dòng)挨次性原理節(jié)要盡力向鞭打方向運(yùn)動(dòng)，而且必需協(xié)調(diào)協(xié)作。因此，運(yùn)發(fā)動(dòng)在作鞭打動(dòng)作時(shí)，各肢體的運(yùn)和羽狀肌，前者如半腱肌，收縮力氣不是很大，但收縮幅度大，可以形成持續(xù)用力；后者如三角肌，這些肌肉的肌纖維較短，收縮幅度多不如梭形肌，但肌纖維數(shù)量較多，收縮力氣較序，也保證了遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)肌肉在收縮前的適度拉長(zhǎng)。表現(xiàn)為“肩-肘-腕”的活動(dòng)挨次。但近年來(lái)，隨著運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)試驗(yàn)儀器的不斷進(jìn)展，人們工作，這一動(dòng)作在上臂外展90°時(shí)使肘關(guān)節(jié)獲得向前運(yùn)動(dòng)速度。之后，肘關(guān)節(jié)開(kāi)頭伸展，速度。上肢鞭打動(dòng)作各環(huán)節(jié)的動(dòng)作時(shí)序可以總結(jié)為：上臂水平內(nèi)收-肘關(guān)節(jié)伸展-上臂旋前-這是對(duì)傳統(tǒng)“關(guān)節(jié)活動(dòng)挨次性”理論的補(bǔ)充。其次，運(yùn)發(fā)動(dòng)上肢在軀干向前扭轉(zhuǎn)前處于水平外展、旋外、伸肘姿勢(shì)，在這種姿勢(shì)下，軀干向前扭轉(zhuǎn)帶動(dòng)上臂水平內(nèi)收，與此同時(shí)，肘關(guān)節(jié)的主動(dòng)“翻肘”動(dòng)作使得上臂旋外程度更大。當(dāng)肘關(guān)節(jié)開(kāi)頭伸展之后，將伴有上臂〔肩關(guān)節(jié)〕的旋內(nèi)動(dòng)作，這樣，肩關(guān)節(jié)就消滅了其次次的運(yùn)動(dòng)。0.1秒，這提示我們鞭打動(dòng)作各環(huán)節(jié)的協(xié)作需要格外準(zhǔn)確。嫻熟的鞭打動(dòng)作可在“低意識(shí)掌握”下完成，即消滅動(dòng)作自動(dòng)化。動(dòng)作自動(dòng)化消滅后，中間神經(jīng)元可引起支配對(duì)抗肌-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的抑制漸漸削減，動(dòng)作連貫。在平均單位肌肉含ATP是關(guān)于完成專項(xiàng)任務(wù)時(shí)合理使用代謝能量的原理，也稱為“限制肌肉興奮原理”〔Bober，198的方法訓(xùn)練各環(huán)節(jié)動(dòng)作的協(xié)調(diào)協(xié)作性。〔三〕鞭打動(dòng)作的預(yù)先拉長(zhǎng)肌肉原理度，可提高后續(xù)肌肉收縮的爆發(fā)式收縮力；另一方面，可延長(zhǎng)力的作用距離。這對(duì)于完成鞭打動(dòng)作的肢體獲得較大的動(dòng)能有著格外重要的意義。提高肌肉的爆發(fā)式收縮力肌肉先進(jìn)展離心收縮緊接著轉(zhuǎn)為向心收縮的工作形式稱為“拉長(zhǎng)-縮短”周期或稱超等12肌肉牽拉的速度和長(zhǎng)度打算的，彈性勢(shì)能的再利用是由離心-向心收縮的耦聯(lián)時(shí)間打算的。時(shí)提高運(yùn)動(dòng)神經(jīng)中樞對(duì)“拉長(zhǎng)-收縮”周期的反射性調(diào)控作用，建立較高的牽張反射力量，果應(yīng)重點(diǎn)抓住3個(gè)關(guān)鍵因素：1肌肉的牽拉長(zhǎng)度；2肌肉的牽拉速度；3耦聯(lián)時(shí)間。延長(zhǎng)肌力的作用距離性的鞭打動(dòng)作中要求的人體超越器械就是要延長(zhǎng)肌力的作用距離來(lái)解釋其重要的意義。理說(shuō)明較大的機(jī)械能可以通過(guò)增加力或加大力的作用距離來(lái)獲得成了投擲標(biāo)槍最終用力前的有利身體姿勢(shì)，為最終用力制造條件。在這個(gè)超越器械過(guò)程中，成績(jī)。和延長(zhǎng)肌力的作用時(shí)間常常是沖突的中，要求使身體盡可能超越器械則可以實(shí)現(xiàn)這一目的?！菜摹潮薮騽?dòng)作的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小化原理鞭打動(dòng)作的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小化原理是指在鞭打過(guò)程中使肢體屈曲減小繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)半徑，使肢體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小，從而使后續(xù)的肢體加速變得較為簡(jiǎn)潔。徑，削減轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高揮臂的初速度。隨之邊揮臂邊伸肘，加長(zhǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，增加揮臂的線速度。在揮臂轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度不變的狀況下，上臂甩得越直，揮動(dòng)半徑越大，線速度越快，扣球越有力。足球中的大力踢球、羽毛球的扣殺均遵循轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小化原理?！参濉潮薮騽?dòng)作的實(shí)例分析作中的應(yīng)用加以分析?！惨粤酵稊S步為例劃分為以下幾個(gè)階段〔圖71〕1〔2〕投擲步階段〔2～23，其中第2步進(jìn)展引槍〔2～6，第3步為第一個(gè)穿插步〔6～9、第4步為跨步〔9～13，第5步為其次個(gè)穿插步〔13～176〔17～23用力，便于掌握標(biāo)槍，目前國(guó)外優(yōu)秀運(yùn)發(fā)動(dòng)常常承受這種投擲步。7惠特布雷特的投擲標(biāo)槍技術(shù)〔77.44米，世界紀(jì)錄制造者〕1、2的肌群，主要包括胸大肌、喙肱肌，儲(chǔ)存了肯定的彈性勢(shì)能，然后再在投擲臂向前揮動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能釋放出來(lái)，同時(shí)也延長(zhǎng)了肌力的作用距離，表達(dá)了鞭打動(dòng)作預(yù)先拉長(zhǎng)肌肉原理；第3步為第一個(gè)穿插步，當(dāng)左腳一著地〔5，右腿自然屈膝以大腿帶動(dòng)小腿樂(lè)觀向前搖擺靠近左腿，當(dāng)身體重心移過(guò)左腳支撐點(diǎn)時(shí)〔6，左腿樂(lè)觀蹬地〔7，并在其協(xié)作下，右大腿加速前擺與左腿呈穿插姿勢(shì)〔8，同時(shí)左臂要自然擺至胸前，幫助左肩內(nèi)扣和加大軀干向右扭轉(zhuǎn)，使肩軸與髖軸扭緊形成穿插姿勢(shì)，這樣就形成了“右肩在后，右髖在前”的軀干扭轉(zhuǎn)姿勢(shì)〔9，這個(gè)姿勢(shì)拉長(zhǎng)了運(yùn)發(fā)動(dòng)的右側(cè)腹外斜肌和左側(cè)腹內(nèi)斜肌。此時(shí)，左肩在右肩之前〔9，在緊接著的第4步跨步中，左腿順勢(shì)向前邁出，進(jìn)一步加大人體向右的轉(zhuǎn)體〔12，為在第5步〔其次個(gè)穿插步〕個(gè)穿插步使右側(cè)腹外斜肌和左側(cè)腹內(nèi)斜肌拉長(zhǎng)更加充分〔離心收縮，給原動(dòng)肌一個(gè)最適初6步過(guò)渡到最終用力的過(guò)程中，被充分拉長(zhǎng)的右側(cè)腹外斜肌和左側(cè)腹內(nèi)斜肌進(jìn)展主動(dòng)收縮〔向心收縮，使軀干上部繞身體縱軸向左快速轉(zhuǎn)動(dòng)，使右肩獲得較大的指向投擲方向的運(yùn)動(dòng)速度〔22。這個(gè)過(guò)程就是一次預(yù)先拉長(zhǎng)原動(dòng)肌原理的超等長(zhǎng)收縮過(guò)程；進(jìn)入第6步過(guò)渡到最終用力階段〔17，右腿〔時(shí)的力氣缺乏，以提高蹬地力氣，這又是一個(gè)超等長(zhǎng)收縮過(guò)程。當(dāng)身體重心前移超過(guò)右腳支撐