躍空擺蓮轉(zhuǎn)體2周接馬步技術(shù)的著地平穩(wěn)性研究,運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)論文

躍空擺蓮轉(zhuǎn)體2周接馬步技術(shù)的著地平穩(wěn)性研究,運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)論文騰空擺蓮轉(zhuǎn)體720度接馬步技術(shù)的落地階段屬于由動(dòng)到靜的有限穩(wěn)定平衡動(dòng)作。單獨(dú)的一個(gè)馬步動(dòng)作對(duì)于任何一個(gè)武術(shù)運(yùn)發(fā)動(dòng)都不屬于難度動(dòng)作。但在騰空擺蓮720度轉(zhuǎn)體接馬步技術(shù)中，運(yùn)發(fā)動(dòng)由伴隨著水平速度高速下落經(jīng)過和身體繞縱軸的旋轉(zhuǎn)來完成馬步動(dòng)作，整經(jīng)過的由動(dòng)到靜是該技術(shù)連接難度動(dòng)作的真正難點(diǎn)。2、研究方式方法2.1文獻(xiàn)資料法文獻(xiàn)資料的查閱緊緊圍繞研究主題，主要從三個(gè)方面入手：一是有關(guān)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)方面的教學(xué)資料、專著；二是有關(guān)武術(shù)套路難度動(dòng)作方面的研究資料；三是通過網(wǎng)絡(luò)檢索，查閱與本研究相關(guān)的文獻(xiàn)資料。2.2專家訪談法征求運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)有關(guān)專家，確定試驗(yàn)的測(cè)試程序及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。同時(shí)就騰空擺蓮轉(zhuǎn)體720動(dòng)作及技術(shù)細(xì)節(jié)咨詢相關(guān)武術(shù)裁判員、高級(jí)教練員、優(yōu)秀運(yùn)發(fā)動(dòng)。2.3數(shù)理統(tǒng)計(jì)法對(duì)所有獲得的數(shù)據(jù)用Excel2003軟件進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析。2.4比照分析法同一實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)象的不同數(shù)據(jù)之間進(jìn)行比擬；理論上的技術(shù)與個(gè)體測(cè)試對(duì)象的實(shí)測(cè)技術(shù)進(jìn)行比擬。2.5運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析法采用三維高速攝像對(duì)測(cè)試對(duì)象所完成的騰空擺蓮轉(zhuǎn)體720、540接馬步動(dòng)作技術(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析與測(cè)試，同時(shí)聘請(qǐng)武術(shù)國際級(jí)裁判與難度動(dòng)作制訂的評(píng)分專家，對(duì)測(cè)試對(duì)象所完成的難度動(dòng)作進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)打分，選取較好的數(shù)據(jù)〔包括成功動(dòng)作技術(shù)與未成功動(dòng)作技術(shù)〕為研究對(duì)象進(jìn)行分析與研究。3、落地穩(wěn)定的理論分析3.1靜態(tài)馬步的穩(wěn)定性分析馬步屬于下支撐靜力性穩(wěn)定平衡。下支撐的物體，當(dāng)物體的傾斜角度較小時(shí)，它的重力作用線仍在支撐面內(nèi)，且重心升高，重力矩能使物體恢復(fù)到原來位置，這種有限穩(wěn)定平衡的能力用生物力學(xué)的術(shù)語叫穩(wěn)度。當(dāng)下支撐物體繼續(xù)傾斜，重力作用線越出支撐面邊界時(shí)，重力矩變成不穩(wěn)定的因素，使平衡遭到重力矩的毀壞。通過以上分析不難發(fā)現(xiàn)，人體的靜止性馬步動(dòng)作屬于下支撐的有限穩(wěn)定平衡。根據(jù)生物力學(xué)，處于下支撐有限穩(wěn)定平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性，取決于重心位置的高低、重力作用線到支撐面相應(yīng)邊界的距離、物體的重量和摩擦系數(shù)等。綜合起來為平衡角、支撐面積和穩(wěn)度系數(shù)。平衡角是穩(wěn)度角在前后或左右的總和。支撐面是支撐點(diǎn)面積大小或多支撐點(diǎn)連線組成的面積大小。穩(wěn)度系數(shù)是穩(wěn)定力矩和翻到力矩的比值。在騰空擺蓮720度轉(zhuǎn)體接馬步技術(shù)動(dòng)作中，穩(wěn)度系數(shù)中穩(wěn)定力矩和翻到力矩為同一力矩即重力力矩。當(dāng)重力線在支撐面內(nèi)時(shí)，重力的力矩為穩(wěn)定力矩；當(dāng)重力線在支撐面積外時(shí)，重力矩為翻到力矩。人體的馬步動(dòng)作限制了支撐面的大小，換言之，支撐面的大小改變不大。因而，重心的高低及重心投影在支撐面內(nèi)的位置直接影響到穩(wěn)度角〔見圖1〕的大小，穩(wěn)度角越大越有利于運(yùn)發(fā)動(dòng)馬步的穩(wěn)定。3.2動(dòng)態(tài)馬步構(gòu)成的穩(wěn)定性分析動(dòng)態(tài)馬步構(gòu)成的穩(wěn)定性分析指運(yùn)發(fā)動(dòng)落地著地霎時(shí)到成馬步時(shí)刻的中間經(jīng)過穩(wěn)定性分析。騰空擺蓮720度轉(zhuǎn)體接馬步技術(shù)動(dòng)作屬于斜拋運(yùn)動(dòng)，因而在落地之前有一定的水平速度。運(yùn)發(fā)動(dòng)兩腳觸地霎時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)狀態(tài)是：在垂直方向上有著較大的垂直速度；在水平方向上有著較小的水平速度；有一定的繞縱軸及額狀軸旋轉(zhuǎn)的角速度。外在受力狀態(tài)是：水平方向的摩擦力；重力和垂直向上的支撐作用力及對(duì)縱軸、額狀軸的力矩。對(duì)于上體的旋轉(zhuǎn)慣性，運(yùn)發(fā)動(dòng)在落地霎時(shí)及緩沖經(jīng)過中，增大上肢的伸展幅度使轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大，減小上體尤其是髖關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角速度，最終在下落緩沖的經(jīng)過中為零。根據(jù)靜態(tài)馬步的穩(wěn)定性分析，前倒、前跳或后倒、后跳的本質(zhì)使重力作用線超出了雙腳的支撐面邊界，使重力矩在支撐面的邊界外成為傾倒力矩。假如重力的作用線在支撐面邊界的腳尖前方，則運(yùn)發(fā)動(dòng)前倒；假使運(yùn)發(fā)動(dòng)為了維持身體不致倒地，則反射性的做出前跳以使重心的作用線處在雙腳連線的平面內(nèi)。同理，假如重力的作用線在支撐面邊界的腳跟的后方，則運(yùn)發(fā)動(dòng)后倒；假使運(yùn)發(fā)動(dòng)為了維持身體不致倒地，則反射性的作出后跳。騰空擺蓮720度轉(zhuǎn)體接馬步技術(shù)動(dòng)作在兩腳觸地霎時(shí)到緩沖完成階段，技術(shù)的難點(diǎn)是運(yùn)發(fā)動(dòng)在高速下落經(jīng)過中怎樣控制身體重心作用線處在兩腳組成的平面內(nèi)波動(dòng)，進(jìn)而使重力矩處于穩(wěn)定力矩狀態(tài)。3.3理論上的落地技術(shù)通過理論分析，本研究以為：在著地時(shí)刻，首先，保持身體與Z軸有一定的夾角即身體有一定程度的傾斜，傾斜方向與著地時(shí)刻身體重心的位移方向相反。傾斜角的大小恰好能使下落緩沖完成后成馬步時(shí)刻身體重心處于支撐面的中心，且緩沖時(shí)間恰好使重心在水平方向的速度為零。其次，肩軸與地面平行，有利于落地時(shí)刻的左右方向的平衡。第三，增大下肢緩沖的時(shí)間。在下落經(jīng)過中直接成馬步，下落緩沖的時(shí)間短不利于穩(wěn)定性，〔見圖2〕在下落緩沖完成后，身體重心由最低點(diǎn)上升成馬步有利于穩(wěn)定〔如此圖2E所示〕；第四，在兩腳著地霎時(shí)迅速伸展兩臂，增大旋轉(zhuǎn)半徑，減小繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角速度。4、實(shí)驗(yàn)對(duì)象的落地穩(wěn)定性分析表1中楊2、3、4的軀干與Z軸夾角在144度左右是有利于楊**穩(wěn)定的。楊8、9前后倒地的可能的原因是楊**在緩沖完成后身體重心微升起經(jīng)過中偏離兩腳連線的支撐面。從整個(gè)研究對(duì)象的著地時(shí)軀干與Z軸夾角數(shù)據(jù)看，著地時(shí)軀干與Z軸夾角大有利于運(yùn)發(fā)動(dòng)落地的穩(wěn)定性。表2中，楊2、楊3、楊4的腰骶連結(jié)點(diǎn)對(duì)X軸的速率比楊8、楊9小，結(jié)合落地情況，講明楊**在落地時(shí)刻減小對(duì)X軸的速率是有利于其落地穩(wěn)定。王2的腰骶連結(jié)點(diǎn)對(duì)X軸的速率遠(yuǎn)大于王5，是王**落地不穩(wěn)的可能原因。從表中的整個(gè)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)看，落地前對(duì)X軸的速率小有利于實(shí)驗(yàn)對(duì)象落地穩(wěn)定。表3中起跳時(shí)刻與著地時(shí)刻腰骶連接點(diǎn)差值，反映了一樣馬步動(dòng)作時(shí)刻，落地緩沖的幅度不同，差值小講明落地時(shí)刻腰骶連接點(diǎn)距離地面高，則緩沖幅度大，反之則下。在其他因素一樣的情況下，緩沖幅度大有利于落地穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)對(duì)象著地后髖、膝緩沖經(jīng)過如此圖3-圖6所示：實(shí)驗(yàn)對(duì)象在著地緩沖經(jīng)過中，主要由髖、膝、踝三大關(guān)節(jié)周圍肌群做退步忍讓性收縮完成緩沖，從上圖3中能夠看出運(yùn)發(fā)動(dòng)在著地時(shí)髖、膝關(guān)節(jié)緩沖幅度。楊**的膝角、髖角緩沖幅度比王**大，主要原因是楊**起跳時(shí)刻與著地時(shí)刻的重心位置差比王**小。理論上講，較大緩沖幅度有利于落地的穩(wěn)定性，但在緩沖完成后成馬步時(shí)刻，身體重心距離支撐面邊界的位置直接決定著馬步能否穩(wěn)定。因而，建議實(shí)驗(yàn)對(duì)象在著地緩沖經(jīng)過中，既要增大緩沖的幅度，又要注意控制緩沖經(jīng)過中身體重心的位置。由于實(shí)驗(yàn)不能確定的描繪敘述重心投影位置，本研究根據(jù)武術(shù)冠軍賽錄像中落地穩(wěn)定性的運(yùn)發(fā)動(dòng)觀察，從形態(tài)上對(duì)落地緩沖經(jīng)過中控制重心在投影面內(nèi)的建議如下：在緩沖經(jīng)過中使臀部向腳跟的位置移動(dòng)，膝關(guān)節(jié)前頂，兩肩不超過膝關(guān)節(jié)與地面的垂面。5、結(jié)論與建議落地時(shí)刻的軀干角大小、腰骶連接點(diǎn)距離地面的高度、腰骶連接點(diǎn)對(duì)X軸的水平速度是影響落地穩(wěn)定性的主要因素；落地時(shí)刻軀干角大、腰骶連接點(diǎn)距離地面的高、對(duì)X軸水平速度小有利于落地穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)對(duì)象的在著地時(shí)軀干與垂直的夾角大，有利于實(shí)驗(yàn)對(duì)象的穩(wěn)定。落地成馬步經(jīng)過中，建議運(yùn)發(fā)動(dòng)在緩沖經(jīng)過中使臀部向腳跟的位置移動(dòng)，膝關(guān)節(jié)前頂，兩肩不超過膝關(guān)節(jié)與地面的垂面。重心的高低對(duì)穩(wěn)定性有一定的影響，建議運(yùn)發(fā)動(dòng)在成馬步時(shí)刻通過沉氣來穩(wěn)固身體重心。以下為參考文獻(xiàn)：[1]吳忠貫譯．生物力學(xué)[M]．北京:人民體育出版社，1982．[2]馬和中．生物力學(xué)導(dǎo)論[M]．北京：北京航空學(xué)院出版社，1986．