中國式僵球運(yùn)動員圓輪現(xiàn)象的運(yùn)動學(xué)分析

中國式僵球運(yùn)動員圓輪現(xiàn)象的運(yùn)動學(xué)分析

“中國的摔跤是兩名運(yùn)動員通過規(guī)則的限制直接接觸到對方的運(yùn)動?！?。將對方摔倒在地是中國式摔跤的最終目的。在中國式跤術(shù)中,對抗雙方身體總是繞著人體的各種軸,并按一定的旋轉(zhuǎn)半徑以旋轉(zhuǎn)的形式作圓周運(yùn)動。因此,“圓輪”現(xiàn)象是中國式跤術(shù)中普遍存在的運(yùn)動學(xué)現(xiàn)象,文章對中國式摔跤運(yùn)動中“圓輪”現(xiàn)象的技術(shù)原理及運(yùn)動學(xué)特征進(jìn)行了分析。1運(yùn)動力學(xué)分析文章采用的主要研究方法為例證分析法。即通過對中國式摔跤運(yùn)動中典型技術(shù)實(shí)例的運(yùn)動力學(xué)分析,對中國式跤術(shù)“圓輪”現(xiàn)象及其運(yùn)用進(jìn)行研究。除此之外,作者還對一些著名的教練、專家、學(xué)者進(jìn)行了訪談,查閱了有關(guān)“圓輪”現(xiàn)象的運(yùn)動生物力學(xué)等方面的文獻(xiàn)資料。2結(jié)果與分析2.1旋轉(zhuǎn)軸的變化在中國式摔跤2人對摔中,有以下2種被摔倒的情況:一是身體通過腳底邊緣某點(diǎn)的軸旋轉(zhuǎn)倒下,腳不離開地面,整個身體繞軸轉(zhuǎn)動。這時身體在向下的壓力與地面給腳的反作用力(包括地面的支撐力和阻力)所組成的力偶作用下而翻倒。二是腳底離開地面處于無支撐騰空狀態(tài),身體繞其自身軸或非自身軸被旋轉(zhuǎn)作圓周運(yùn)動而倒下。例如在使用“攝窩”、“托豁”時,要上拿大領(lǐng)最上部,下撮腳跟最下部,發(fā)力者因傾斜繞自身軸旋轉(zhuǎn)倒地;在使用“沖踢”、“彈踢”、“側(cè)踢”時要抓住對方的軸,與腳的動作配合一致猛發(fā)力圓拉,使其傾斜而翻轉(zhuǎn)倒地;如“揣”、“夾頸背”、“支別”施力者的發(fā)力軌跡、被摔者的運(yùn)動軌跡都形成一個圓;“扣腿”、“手別”、“手得合”施力者的施力形成一個力偶使其旋轉(zhuǎn)而倒地;“摔鞭”、“云南抱腿”、“山西抱腿”被摔者的運(yùn)動軌跡明顯在空中畫了一個圓。顯而易見跤術(shù)中的這種旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象,在中國式摔跤運(yùn)動中是廣泛存在的。中國式摔跤運(yùn)動員各環(huán)節(jié)的運(yùn)動現(xiàn)象都是繞關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象。中國式摔跤運(yùn)動員的技術(shù)動作是通過環(huán)節(jié)的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的。作用在身體局部的力都沿身體局部運(yùn)動弧線的切線方向,無論是手拉(推)、腳絆(踢)都借了這種“圓”力。中國式摔跤運(yùn)動員的技術(shù)動作是通過環(huán)節(jié)的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的。作用在身體局部的力都沿身體局部運(yùn)動弧線的切線方向,無論是手拉(推)、腳絆(踢)都借了這種“圓”力。根據(jù)2人對摔的2種被摔倒情況,仔細(xì)分析跤術(shù)的本身,無論怎樣被摔倒其過程都圍繞基本軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,身體各部位在翻轉(zhuǎn)過程中做圓周運(yùn)動。這種以繞基本軸旋轉(zhuǎn)倒下在中國式摔跤中普遍存在的現(xiàn)象,被稱之為“圓輪”現(xiàn)象。在研究中國式跤術(shù)的“圓輪”現(xiàn)象問題時,運(yùn)動員身體各個部分可以自由運(yùn)動,旋轉(zhuǎn)軸也可改變。為了便于研究中國式跤術(shù)“圓輪”現(xiàn)象的規(guī)律性,在一定條件下可將中國式摔跤運(yùn)動員的各環(huán)節(jié)當(dāng)作剛體來處理。根據(jù)物體轉(zhuǎn)動的力學(xué)規(guī)律ΣM=I·β(M是物體所受的外力矩或力偶矩,I是物體的旋轉(zhuǎn)慣量,β是物體轉(zhuǎn)動的角加速度),說明物體的旋轉(zhuǎn)慣量越大。使物體發(fā)生同樣角速度的變化所需的外力矩也越大。而旋轉(zhuǎn)慣量I=mr2(m是物體的質(zhì)量,r是旋轉(zhuǎn)半徑),故對同一物體的轉(zhuǎn)動而言,旋轉(zhuǎn)半徑越大,使其轉(zhuǎn)動起來就越費(fèi)勁(外力矩M就越大)。由此可知,在第一種情況下摔倒對方比在第二種情況下摔倒對方要費(fèi)較大的力氣(旋轉(zhuǎn)半徑大),因為通過重心的正交軸轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)半徑最小。從力學(xué)上得知:力偶矩=力×力偶臂。如力保持不變。通過加大力偶臂就可以增大力偶矩。因此,在第二種情況的翻轉(zhuǎn)中,上拉(推)和下絆部位應(yīng)盡量遠(yuǎn)離重心的兩側(cè)。因為通過垂直軸的旋轉(zhuǎn)半徑最小。不用浪費(fèi)太多的力氣,就可以達(dá)到省力的效果。2.2中國拳擊技術(shù)中“圓形旋轉(zhuǎn)”現(xiàn)象的運(yùn)動學(xué)原理2.2.1力偶動作的技術(shù)動作中國式摔跤運(yùn)動員完成技術(shù)動作是機(jī)體相互作用以及各部分之間發(fā)生相對位置變化的結(jié)果。骨骼是完成動作的杠桿,關(guān)節(jié)是運(yùn)動的樞紐,肌肉是運(yùn)動的動力。在中國式摔跤對抗中將對方摔倒,都是該運(yùn)動員所受合外力矩所致。這些合外力多是以力偶的形式存在。力偶是中國式跤術(shù)中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的最主要原因,在對抗中形成的力偶矩迫使對方改變支撐、失去平衡、動作變形,從而使對方在旋轉(zhuǎn)中更容易倒地,因此提高力偶的效應(yīng)也就顯得較為重要。所以說力偶是影響“圓輪”現(xiàn)象效應(yīng)的主要因素,是“圓輪”現(xiàn)象最主要的力學(xué)原理。摔跤運(yùn)動中力偶的形式很多,一般來講,當(dāng)力偶矩大小一定時力與力偶臂就成反比,要想提高力偶的效果就必須增大力偶臂。中國式摔跤屬于非周期性運(yùn)動,每個技術(shù)動作都是由準(zhǔn)備階段、主要階段和結(jié)束階段3個環(huán)節(jié)構(gòu)成的。其技術(shù)動作又分為有支撐的技術(shù)動作和無支撐的技術(shù)動作。中國式摔跤有支撐的技術(shù)動作是由準(zhǔn)備階段、施力階段、倒地階段3個環(huán)節(jié)構(gòu)成。中國式摔跤無支撐的技術(shù)動作是由準(zhǔn)備階段、施力階段、騰空旋轉(zhuǎn)階段、倒地階段4個環(huán)節(jié)構(gòu)成。1)準(zhǔn)備階段是指在完成主要階段動作時所做的必要動作。是實(shí)現(xiàn)“圓輪”現(xiàn)象的前提。例如“抱腿”中的上步抱腿、“夾頸背”中的轉(zhuǎn)體夾頸等。這一階段動作的目的是使身體或身體某部分處于平穩(wěn)狀態(tài),從而形成最有利的進(jìn)攻位置,創(chuàng)造最適宜的肌肉用力條件、肌肉工作距離、肌肉工作方式及適宜的骨杠桿比例等。2)主要階段是整個技術(shù)動作中的決定性動作,它包括中國式摔跤無支撐技術(shù)動作中的騰空旋轉(zhuǎn)階段。用力的大小、著力點(diǎn)、用力的方向等因素是形成力偶的3個要素,它決定著整個技術(shù)動作的最后效應(yīng),是整個技術(shù)動作、是否倒地的關(guān)鍵,也是“圓輪”現(xiàn)象形成的決定性因素,是“圓輪”現(xiàn)象的核心體現(xiàn)。如“側(cè)踢”最后手、腳配合轉(zhuǎn)體發(fā)力的瞬間;“勾子”的背步轉(zhuǎn)體后上挑、轉(zhuǎn)體發(fā)力的瞬間及騰空。3)結(jié)束階段是指主要階段結(jié)束后運(yùn)動員重新恢復(fù)到平衡狀態(tài)、非用力狀態(tài)的階段,它的任務(wù)就是保證已取得的效應(yīng)和使運(yùn)動員脫離用力狀態(tài),也就是摔跤中的倒地階段。但是由于人體的慣性作用,迫使倒地者產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)的趨勢,是“圓輪”現(xiàn)象的最終體現(xiàn)。“準(zhǔn)備階段對主要階段、主要階段對結(jié)束階段都是因果關(guān)系。反之,結(jié)束階段對主要階段、主要階段對準(zhǔn)備階段則是目的關(guān)系。主要階段導(dǎo)致了結(jié)束階段的存在”?？梢娚舷码A段都是相聯(lián)系的,動作的旋轉(zhuǎn)、動作的節(jié)奏貫穿其中,故“圓輪”現(xiàn)象是中國式跤術(shù)最明顯的表現(xiàn)形式(圖1、圖2)。準(zhǔn)備階段→施力階段→倒地階段圖1中國式跤術(shù)中有支撐的技術(shù)動作的技術(shù)環(huán)節(jié)構(gòu)成準(zhǔn)備階段→施力階段→騰空旋轉(zhuǎn)階段→倒地階段圖2中國式跤術(shù)中無支撐的技術(shù)動作的技術(shù)環(huán)節(jié)構(gòu)成2.2.2引起力的原因形成中國式跤術(shù)中的“圓輪”現(xiàn)象有3個基礎(chǔ)條件:內(nèi)力、外力、技術(shù)。內(nèi)力和外力是相對的,取決于所選取的研究對象,技術(shù)是必不可少的中間環(huán)節(jié)。內(nèi)力是指人體內(nèi)部各部分器官相互作用的力,主要是肌肉收縮所產(chǎn)生的力,此外,還有關(guān)節(jié)牢固力、肌肉粘滯性產(chǎn)生的力以及對抗肌的阻力?！皟?nèi)力是人體運(yùn)動主動力的來源,它不能直接引起人體的整體運(yùn)動,但它可以直接決定人體各環(huán)節(jié)的運(yùn)動,當(dāng)與對手接觸并相互作用時,內(nèi)力可以引起外力”。外力是指來自外界作用于人體的力,主要是對方的對抗阻力、人體的重力、支撐反作用力、摩擦力、離心力和外界環(huán)境的阻力等。有些運(yùn)動是由外力引起內(nèi)力來實(shí)現(xiàn)。如一方運(yùn)動員被摔倒在地,通過憋氣,增大胸腹腔的內(nèi)壓而引起相應(yīng)的肌肉緊張,以抵消外力對人體的作用。可見外力作用于人體,一定會引起體內(nèi)相應(yīng)內(nèi)力的出現(xiàn),這時內(nèi)力的作用是抵消外力對人體的作用效應(yīng)。技術(shù)就是指中國式跤術(shù)中實(shí)現(xiàn)“圓輪”現(xiàn)象過程中采用的方法、手段和技巧,中國式跤術(shù)中的核心就是通過合理的方法、手段和技巧去爭取力的守衡與失衡。2.3肌肉和肌肉的運(yùn)動運(yùn)動m“影響‘圓輪’現(xiàn)象的主要因素:身體姿勢、發(fā)力方向、動作時間、動作速度、動作力量、著力點(diǎn)、肢體的轉(zhuǎn)動慣量、動作節(jié)奏等”。在摔跤運(yùn)動中,改變自身身體姿勢的同時迫使對方改變身體姿勢,使對方處于不利地位是施技的目的之一。發(fā)力方向指做動作時的用力方向,對于旋轉(zhuǎn)軸起著決定的作用。它關(guān)系著運(yùn)動軌跡,力偶矩是此運(yùn)動學(xué)特征的核心體現(xiàn),力偶矩是產(chǎn)生“圓輪”現(xiàn)象的必備條件,它決定著“圓輪”現(xiàn)象的效應(yīng)?！傲ε季氐扔谄叫辛χ械娜我庖粋€力與這兩力的垂距之乘積,用公式表示為:M=F1×L=F2×L”,要使力偶的作用效應(yīng)增大,除增大力偶臂以外還應(yīng)增加力量。中國式摔跤運(yùn)動員的各種運(yùn)動,都是以骨杠桿的旋轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)形成的“圓輪”現(xiàn)象,是肌肉力矩作用的結(jié)果。對于關(guān)節(jié)軸而言,肌肉的拉力矩(簡稱肌力矩)在中國式摔跤運(yùn)動員自身完成動作時就是外力矩。由“圓輪”現(xiàn)象可知,肌力矩大于阻力矩,環(huán)節(jié)做克制性工作;肌力矩小于阻力矩,環(huán)節(jié)做退讓性工作;肌力矩等于阻力矩,環(huán)節(jié)處于平衡狀態(tài),肌肉作等長收縮,完成靜力性工作。為增大肢體的“圓輪”現(xiàn)象效應(yīng),通常首要采用增強(qiáng)肌肉對骨杠桿的拉力矩途徑。在摔跤運(yùn)動中,運(yùn)動員也可采用以大關(guān)節(jié)、大肌肉群產(chǎn)生較大的肌力來進(jìn)攻或防守對方小關(guān)節(jié)、小肌群的活動,以便自身在比賽中抓住時機(jī),獲得有利的條件,占據(jù)場上的主動權(quán)。例如運(yùn)動員在施展各種技術(shù)之前,總有一個相互接近、相互試探對方的過程,如果某一方積極、主動、迅速地靠近對方并搶先用大關(guān)節(jié)、大肌群的力量施于對方無疑會占據(jù)場上優(yōu)勢。著力點(diǎn)是指肌力作用在對方身上的部位,它決定動作的力臂大小,從而直接影響動作力量的效應(yīng),是產(chǎn)生“圓輪”現(xiàn)象不可忽視的因素,是產(chǎn)生“圓輪”現(xiàn)象的基本條件。著力點(diǎn)、發(fā)力方向決定著力臂的大小,是形成力臂大小的2個條件。動作力量、著力點(diǎn)、發(fā)力方向是組成動力矩的3個要素。它直接決定著“圓輪”現(xiàn)象的效應(yīng)。影響技術(shù)動作中“圓輪”現(xiàn)象的各個因素是互相密切關(guān)聯(lián)的,同屬于某一動作之中,某一因素的改變會引起其他要素的改變。因而在技術(shù)訓(xùn)練時,要全面地研究與分析,并抓住主要要素,攻克技術(shù)難點(diǎn),才能更加有效地產(chǎn)生和合理運(yùn)用“圓輪”現(xiàn)象。2.4中國摔跤藝術(shù)中“圓形旋轉(zhuǎn)”現(xiàn)象的例子分析2.4.1乙大力拉走甲兩手分別拿住乙的偏門和中心帶為著力點(diǎn),為了使乙的身體重心后移,先用兩手往后猛搡之。乙怕被推倒必向前欺身迎抗,這時甲兩手馬上往回拉帶,加上乙向前欺身之勁很容易就把乙拉(要)過來。乙為了保持平衡必然向后仰身,甲趁機(jī)底手用力拉乙,而上手借乙向后仰身之勁把揪偏門的前臂橫過來,并用力搡推,使乙身體成弓形,這時乙的身體重心開始后移。甲為了把乙摔倒必須使乙身體重心繼續(xù)后移,同時縮小其基底范圍。為此,甲可把右腿伸入乙襠,用小腿“拐”起(術(shù)語叫“打”)乙的左腿膝窩,使乙左腿高高離地,同時甲進(jìn)一步欺身使乙繼續(xù)后仰,重心繼續(xù)升高,最后通過乙身體重心的重力作用線超出自己的基底范圍,同時手、腳形成一個力偶,于是使乙繞自身垂直軸后仰旋轉(zhuǎn)而倒地。2.4.2甲在動作中的運(yùn)用在動作準(zhǔn)備階段、施力階段,甲為了獲得有利時機(jī),通過雙臂進(jìn)攻單臂的方法達(dá)到以大塊肌肉群進(jìn)攻小塊肌肉群的目的,從而使乙處于被動狀態(tài)。在動作騰空旋轉(zhuǎn)階段甲進(jìn)一步獲得有利地位并造成乙雙足離地失去支撐使之處于無法主動發(fā)力的被動地位。此時,甲兩手向前下方用力拉乙雙臂,同時兩腿發(fā)力臀部用力向后上方施力于乙的腹部,兩力作用在乙身上形成力偶,使得乙在此力偶作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),必然做順時針方向轉(zhuǎn)動。在動作旋轉(zhuǎn)與倒地階段,由于前一動作的效應(yīng)使乙身體從靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài),因而此階段乙的身體必然因慣性而繼續(xù)順時針轉(zhuǎn)動。與此同時甲積極主動收腹并利用雙方的重力矩不斷增大的優(yōu)勢,以甲的雙腳為支點(diǎn),使乙以甲的肩為依附點(diǎn)繞甲的額狀軸,繼續(xù)做順時針方向加速轉(zhuǎn)動,使其無力反攻。在整個進(jìn)攻動作過程中,甲根據(jù)不同的動作階段充分利用了力偶原理以及以大制小等原則,并正確應(yīng)用了進(jìn)攻中有關(guān)運(yùn)動生物力學(xué)的基本要領(lǐng)。即首先降低對方的穩(wěn)度(迫使對方重心升高),接著破壞對方身體的平衡(使對方雙腳離地、被動騰空),然后使對方身體在空中加速轉(zhuǎn)動,最后用力制約對方而取勝。3力偶是“圓輪”現(xiàn)象的力學(xué)基礎(chǔ)1)“圓輪”現(xiàn)象廣泛存在于中國式跤術(shù)中,形成中國式跤術(shù)“圓輪”現(xiàn)象有3個基礎(chǔ)的條件:內(nèi)力、外力、技術(shù)。2)力偶是“圓輪”現(xiàn)象的力學(xué)基礎(chǔ),跤術(shù)中的“圓輪”現(xiàn)象效應(yīng)取決于力偶矩。3)身作姿勢、發(fā)力方向、動作時間、動作速度、動作力量、著力點(diǎn)、肢體的旋轉(zhuǎn)慣量、動作節(jié)奏是影