躍空擺蓮轉體2周接馬步技術的著地平穩(wěn)性研究,運動生物力學論文

躍空擺蓮轉體2周接馬步技術的著地平穩(wěn)性研究,運動生物力學論文騰空擺蓮轉體720度接馬步技術的落地階段屬于由動到靜的有限穩(wěn)定平衡動作。單獨的一個馬步動作對于任何一個武術運發(fā)動都不屬于難度動作。但在騰空擺蓮720度轉體接馬步技術中，運發(fā)動由伴隨著水平速度高速下落經(jīng)過和身體繞縱軸的旋轉來完成馬步動作，整經(jīng)過的由動到靜是該技術連接難度動作的真正難點。2、研究方式方法2.1文獻資料法文獻資料的查閱緊緊圍繞研究主題，主要從三個方面入手：一是有關運動生物力學方面的教學資料、專著；二是有關武術套路難度動作方面的研究資料；三是通過網(wǎng)絡檢索，查閱與本研究相關的文獻資料。2.2專家訪談法征求運動生物力學有關專家，確定試驗的測試程序及實驗數(shù)據(jù)的準確性，并指導現(xiàn)場測試。同時就騰空擺蓮轉體720動作及技術細節(jié)咨詢相關武術裁判員、高級教練員、優(yōu)秀運發(fā)動。2.3數(shù)理統(tǒng)計法對所有獲得的數(shù)據(jù)用Excel2003軟件進行數(shù)理統(tǒng)計分析。2.4比照分析法同一實驗測試對象的不同數(shù)據(jù)之間進行比擬；理論上的技術與個體測試對象的實測技術進行比擬。2.5運動生物力學實驗測試與分析法采用三維高速攝像對測試對象所完成的騰空擺蓮轉體720、540接馬步動作技術進行運動學的分析與測試，同時聘請武術國際級裁判與難度動作制訂的評分專家，對測試對象所完成的難度動作進行現(xiàn)場打分，選取較好的數(shù)據(jù)〔包括成功動作技術與未成功動作技術〕為研究對象進行分析與研究。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，當物體的傾斜角度較小時，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到原來位置，這種有限穩(wěn)定平衡的能力用生物力學的術語叫穩(wěn)度。當下支撐物體繼續(xù)傾斜，重力作用線越出支撐面邊界時，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作屬于下支撐的有限穩(wěn)定平衡。根據(jù)生物力學，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。支撐面是支撐點面積大小或多支撐點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度轉體接馬步技術動作中，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。當重力線在支撐面內(nèi)時，重力的力矩為穩(wěn)定力矩；當重力線在支撐面積外時，重力矩為翻到力矩。人體的馬步動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發(fā)動馬步的穩(wěn)定。3.2動態(tài)馬步構成的穩(wěn)定性分析動態(tài)馬步構成的穩(wěn)定性分析指運發(fā)動落地著地霎時到成馬步時刻的中間經(jīng)過穩(wěn)定性分析。騰空擺蓮720度轉體接馬步技術動作屬于斜拋運動，因而在落地之前有一定的水平速度。運發(fā)動兩腳觸地霎時的運動學狀態(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縱軸、額狀軸的力矩。對于上體的旋轉慣性，運發(fā)動在落地霎時及緩沖經(jīng)過中，增大上肢的伸展幅度使轉動慣量增大，減小上體尤其是髖關節(jié)的旋轉角速度，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，則運發(fā)動前倒；假使運發(fā)動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，則運發(fā)動后倒；假使運發(fā)動為了維持身體不致倒地，則反射性的作出后跳。騰空擺蓮720度轉體接馬步技術動作在兩腳觸地霎時到緩沖完成階段，技術的難點是運發(fā)動在高速下落經(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，進而使重力矩處于穩(wěn)定力矩狀態(tài)。3.3理論上的落地技術通過理論分析，本研究以為：在著地時刻，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刻身體重心處于支撐面的中心，且緩沖時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，有利于落地時刻的左右方向的平衡。第三，增大下肢緩沖的時間。在下落經(jīng)過中直接成馬步，下落緩沖的時間短不利于穩(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，在兩腳著地霎時迅速伸展兩臂，增大旋轉半徑，減小繞Z軸的旋轉角速度。4、實驗對象的落地穩(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。從整個研究對象的著地時軀干與Z軸夾角數(shù)據(jù)看，著地時軀干與Z軸夾角大有利于運發(fā)動落地的穩(wěn)定性。表2中，楊2、楊3、楊4的腰骶連結點對X軸的速率比楊8、楊9小，結合落地情況，講明楊**在落地時刻減小對X軸的速率是有利于其落地穩(wěn)定。王2的腰骶連結點對X軸的速率遠大于王5，是王**落地不穩(wěn)的可能原因。從表中的整個數(shù)據(jù)變化趨勢看，落地前對X軸的速率小有利于實驗對象落地穩(wěn)定。表3中起跳時刻與著地時刻腰骶連接點差值，反映了一樣馬步動作時刻，落地緩沖的幅度不同，差值小講明落地時刻腰骶連接點距離地面高，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。實驗對象著地后髖、膝緩沖經(jīng)過如此圖3-圖6所示：實驗對象在著地緩沖經(jīng)過中，主要由髖、膝、踝三大關節(jié)周圍肌群做退步忍讓性收縮完成緩沖，從上圖3中能夠看出運發(fā)動在著地時髖、膝關節(jié)緩沖幅度。楊**的膝角、髖角緩沖幅度比王**大，主要原因是楊**起跳時刻與著地時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，建議實驗對象在著地緩沖經(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。由于實驗不能確定的描繪敘述重心投影位置，本研究根據(jù)武術冠軍賽錄像中落地穩(wěn)定性的運發(fā)動觀察，從形態(tài)上對落地緩沖經(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，膝關節(jié)前頂，兩肩不超過膝關節(jié)與地面的垂面。5、結論與建議落地時刻的軀干角大小、腰骶連接點距離地面的高度、腰骶連接點對X軸的水平速度是影響落地穩(wěn)定性的主要因素；落地時刻軀干角大、腰骶連接點距離地面的高、對X軸水平速度小有利于落地穩(wěn)定性。實驗對象的在著地時軀干與垂直的夾角大，有利于實驗對象的穩(wěn)定。落地成馬步經(jīng)過中，建議運發(fā)動在緩沖經(jīng)過中使臀部向腳跟的位置移動，膝關節(jié)前頂，兩肩不超過膝關節(jié)與地面的垂面。重心的高低對穩(wěn)定性有一定的影響，建議運發(fā)動在成馬步時刻通過沉氣來穩(wěn)固身體重心。以下為參考文獻：[1]吳忠貫譯．生物力學[M]．北京:人民體育出版社，1982．[2]馬和中．生物力學導論[M]．北京：北京航空學院出版社，1986．