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

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扭转动作课程教案、知识点、字幕

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

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

运动生物力学原理与应用课程列表:

第一章 绪论

-运动生物力学的研究内容和任务

-讨论:合理技术与最佳技术

第二章 人体运动的力学基础

-抛体运动

-讨论:如何获得自己的最佳出手角度(或最佳起跳角)?

-人体平衡

-人体下肢稳定性

-讨论:利用稳定角的概念说明在篮球运动中的过人技术

-牛顿运动定律

-动量定理和动量守恒在体育中的应用

-人体运动中的转动力学

-讨论:影响人体转动惯量大小的因素有哪些?

-旋转的作用

-体育运动中的功和能

-流体力学基础

-马格努斯效应

-人体运动中的流体阻力

-讨论:香蕉球和电梯球的原理

-单元测试

第三章 人体运动器官的生物力学

-骨的生物力学

-骨骼肌的力学模型

-力量训练的生物力学

-讨论:希尔方程对运动训练有何提示?

-拉伸的生物力学

-讨论:拉伸与运动表现与损伤的关系

-讨论:举例说明沃夫定律

-单元测试

第四章 人体的基本运动原理

-人体的基本运动原理

-讨论:关节活动顺序性原理

-蹬摆配合

-讨论:跑步时摆动动作的意义是什么?

-扭转动作

第五章 运动技术的生物力学原理

-运动技术的生物力学原理

-步态分析

-跑的生物力学分析

-跳的生物力学分析

-三级跳的最佳三跳比例

-投掷的生物力学分析

-讨论:跑步落地方式

-单元测试

第六章 运动生物力学研究方法

-人体环节参数测量方法

-二维运动学参数测量方法

-三维运动学参数测量方法

-高速红外光点运动捕捉系统

-动力学参数的测量方法

-足底压力分布平板

-表面肌电图的测量方法

-讨论:平衡能力指标

扭转动作笔记与讨论

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