当前课程知识点:运动生物力学原理与应用 > 第六章 运动生物力学研究方法 > 讨论:平衡能力指标 > 扭转动作
同学你好
我是北京体育大学
运动生物力学教研室的曲峰
今天我们要学习的内容是
人体运动的扭转动作原理
在人们完成走跑及跳跃动作时
躯干会进行适度的扭转动作
用于增大动作幅度
在完成动作的过程中
躯干的扭转动作
有利于动作技术的完成
所谓躯干扭转
是指在身体各部分完成动作时
躯干上下两端同时绕躯干纵轴的
相反方向上的运动方式
当躯干扭转时
其他肢体的动作形式表现为
一肢体的摆动动作同时产生
二身体的两部分环节
相互接近或远离的
相向运动的动作形式
跑步运动员的扭转动作
是为了增大步幅
羽毛球运动员的扭转动作
是为了增大引拍幅度
标枪运动员的扭转动作是为了
增大最后用力阶段超越气节的幅度
足球运动员的扭转动作
当然是为了获得极大的踢球速度
不同项目的运动员
为什么要利用躯干的扭转
达到提高运动表现的目的呢
为了更清楚地陈述躯干的运动
我们需要进行以下的定义
肩轴即两个肩关节中心的连线
髋轴是两个髋关节中心的连线
肩轴和髋轴分别代表
躯干的上端和下端
如图所示
跑步时如果髋轴绕躯干纵轴
产生顺时针方向的转动
则肩轴绕躯干纵轴
产生逆时针方向的转动
形成整个躯干的扭转
躯干扭转时的伴随动作
是四肢的运动形式
右上肢左下肢向前
同时左上肢右下肢向后
这样表现为相向运动的形式
躯干的扭转
是人体固有的协调活动方式
但是有意识的合理的运用它
有利于提高动作效果
如跑步时当右腿进行蹬地动作
由于躯干的扭转活动
骨盆的转动方向
与摆动腿的摆动方向一致
因此躯干扭转促进了摆动动作的进行
又因为躯干扭转
提高了摆动动作的质量
因而进一步提高了蹬地效果
所以躯干的扭转
可以增大摆动动作的幅度
摆动动作的速度以及蹬地力量
躯干扭转动作
在体育运动中的作用是什么呢
以网球大力发球为例
肩轴与髋轴的扭转角度大小
即躯干扭转幅度的大小
会产生以下的影响
一影响到躯干扭转力矩的大小
即影响躯干肌群储存弹性势能的多少
从而会影响
挥拍过程中产生的爆发力大小
二影响到引拍幅度的大小
从而影响到肌肉的收缩力和收缩时间
三影响蹬地力量的大小
从而影响地面反作用力的大小
四
影响到人体维持平衡能力的强弱
五影响全身肢体的配合效果的好坏
六影响到挥拍过程中
作为运动链产生鞭打动作的大环节
即躯干产生的角动量的大小
从而影响到鞭打动作的效果
综上所述
躯干扭转动作的质量高低
最终影响到网球的击球速度
网球的反手大力击球同样如此
百米飞人牙买加运动员博尔特
它本身存在脊柱侧弯的伤病
由于这个原因形成了在左右脚着地
分别作为支撑腿蹬伸时
造成了躯干的扭转幅度不同
所形成的左右步长差异巨大
相差约20厘米
右脚蹬伸的步长为2.59m
而左脚蹬伸的步长为2.79米
虽然每个人都有优势侧腿
和非优势侧腿之分
两腿蹬伸所形成的步长
也会有差异
但是差异都不大
博尔特左右腿步长的差异
是目前世界短跑优秀选手中最大的
这一事实说明
躯干扭转动作
对跑步动作技术特征
会产生较大的影响
躯干的扭转动作幅度
同样影响到下肢的摆动幅度
足球项目中
踢球腿的鞭打动作的运动效果
对转动动作原理做了很好的诠释
躯干的扭转动作幅度大
踢球腿的摆动幅度就大
鞭打动作的运动效果就好
高质量完成这一动作的前提
是运动员要具有很好的肌肉爆发力
投掷项目的运动员
在最后用力阶段的开始时刻
整个身体就像一根粗弹簧
上下压紧
左右旋紧
整个身体的上下压紧
且大小关节上分布的肌肉
同时处于用力状态
即激活状态
相应关节区
使得完成动作的主动肌群被拉长
储存更大的弹性势能
躯干的扭转
使得参与产生扭转动作的肌群被拉长
储存了更多的弹性势能
在最后用力阶段
整个身体旋开伸展
获得更好的投掷效果
投掷项目运动员的躯干扭转
形成了运动员在最后用力阶段开始
是良好的超越器械的动作形式
为什么投掷项目
在最后用力阶段的动作表现为
超越器械的形式呢
下面我们从生物力学的理论
进行一下分析
投掷项目的最终目的
当然是为了投的更远
为了达到这个目的
要求器械具有足够大的出手速度
根据动量定理
公式当中的F是人给器械的作用力
t是力的作用时间
m是器械的质量
vt是器械的出手速度
v0是器械最后用力阶段的初速度
而F乘以t即力的冲量
由动量定理可知
当助跑获得的速度v0一定时
要使器械出手速度增大
必须使力的冲量增大
即在发挥最大力的同时
延长力的作用时间
根据人体肌肉的用力特点
如果有意识的放慢动作
来延长作用时间
会降低肌肉的收缩力
力的冲量不一定会增大
不能达到增加力的冲量的目的
超越器械动作
一方面可是原动机充分拉长
使得肌肉的粗长度增大
肌肉储存的弹性势能增多
从而提高了肌肉的收缩力
另一方面可以延长
最后用力阶段的工作距离
从而延长力的作用时间
同时根据肌肉收缩的力学特性
由于力的作用时间延长
可以使肌肉动员更多的运动单位
从而使肌肉的主动收缩力增大
所以在完成超越器械动作的过程当中
由于人给器械的作用力
以及力的作用时间
都增大了
即力的冲量增大
最终达到了增加出手速度的目的
前面我们讲了躯干扭转动作
可增大摆动动作的幅度
速度和作用力
我们在长距离的跑步过程中
常常会遇到这样的情况
随着跑步距离的延长
我们的摆臂幅度越来越小
跑步的速度越来越慢
此时老师就会提醒我们
摆起臂来
当我们按照老师的要求
增大摆臂幅度后
我们的跑步速度果然就快了
这是为什么呢
为什么增大摆臂幅度
可以增加跑步的速度呢
当我们跑步时
以腾空阶段为例
我们往往会忽略空气阻力
此时人体的运动符合角动量守恒定律
当身体上部重心以上的部位
绕身体的垂直轴
逆时针转动所产生的角动量
与身体下部中心以下部分
绕垂直轴顺时针产生的
角动量大小相等
当我们增大摆臂幅度
即增大了身体上不转动的角动量
有角动量守恒定律可知
身体下部转动的角动量也会增加
使下肢的摆腿幅度增大及步幅增大
其结果是跑步速度加快
好了
我们今天主要讲述了
人体运动的转动动作原理
及其在体育当中的应用
希望你能够理解并掌握这些基础知识
在运动的实践当中
体会并分析扭转动作
谢谢你
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