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1、游运动生物力学游永豪 合肥师范学院 体育科学系 Tel:13695693116 E-mail：游第五节 缓冲动作的生物力学原理主 要 内 容动作形式1力学原理2动作特征3游一、动作形式动作 形式结束性的缓冲动作过渡性的缓冲动作控制性的缓冲动作游目前体操界难度系数最高的动作-play花样滑冰健美操结束性的缓冲动作游u 直体后空翻转体1440的落地是在完成正确的动作技术情况下进行的。落地前控制展体时间，当完成转体时，身体是沿着预定的抛物线轨迹行进，为保证落地的稳定，落地时一定要由脚前掌过渡到全脚掌，与此同时，髋、膝、踝关节做协调、急剧的退让性收缩，上体前倾缓冲，髋关节的弯曲让身体重心迅速下降，使落
2、地便于稳定,从而完成整个难度动作.直体后空翻 转体1440 图解u 结束动作的稳定性是此类动作的基本要求，也是动作的难点。从力学条件分析，高难度复杂空翻转体动作的落地缓冲动作比空中动作要复杂。结束性动作稳定性稳定性好坏往往是运动员在重大比赛中取得优异成绩的关键。游缓冲阶段蹬伸阶段缓冲动作是落地的必然动作，又为蹬伸做好准备，缓冲动作的好坏直接影响到完成动作的质量。 短跑中蹬伸是产生水平加速度的重要阶段，缓冲动作就要从这个前提出发而与之相适应，包括缓冲开始的着地方式着地方式，最大缓冲最大缓冲角角以及在最大缓冲时人体最大缓冲时人体重心与支撑点的互相关系重心与支撑点的互相关系。 过渡性的缓冲动作游短跑
3、运动短跑运动员腾空结束，摆动腿着地进人缓冲阶段。因此短跑支撑阶段的缓冲动作主要由膝、踝两个关节的活动完成。我国运动员最大缓冲时的踝角最大缓冲时的踝角与国外优秀运动员相差无几，而膝角膝角为134.742，与奥卓林(140一148)模式要求范围有较大的差距，与世界一流百米选手相比差距也很明显(贝利最大缓冲膝角为139、刘易斯约为142)。游l 我国运动员第二阶段时间比美国运动员长，还说明我国运动员的缓冲时间较长，支撑腿的退让工作能力差，肌肉由退让转为克制性收缩的速度慢。l造成我国短跑运动员支撑阶段支撑腿缓冲幅度过大的原因主要是由于膝关节弯曲幅度过大。途中跑支撑阶段支撑腿膝关节缓冲幅度过大不但是影响
4、我国男子百米运动员蹬伸速度与摆动速度的重要因素；而且造成支撑阶段缓冲时间过长，从而影响步频的进一步提高。l从表1可以看出，我国百米运动员垂直支撑到最大缓冲间的时间（B）明显比美国运动员长，是因为美国运动员步幅比中国运动员大。而脚着地至垂直缓冲的时间及后蹬时间（AC）明显比美国运动员短，过短的后蹬时间不利于后蹬力量的发挥，同时也影响摆动腿摆动的速度和幅度，并且容易造成后蹬角过大。中美优秀百米运动员支撑各阶段时间比较A 脚着地瞬间至支撑阶段 B 垂直支撑至最大缓冲 C 最大缓冲至脚蹬离地面支撑阶段中国美国差值P ABC0.025 0.034 0.009 0.010.014 0.011 -0.003
5、 0.010.044 0.050 0.006 0.01游控 制 性 缓 冲 动 作这类缓冲动作是人体与外界物体或人体相互作用时，通过缓冲动作延长相互作用的时间，减小冲力，以便控制器械或避免受伤。 游二、力学原理缓冲动作的肌肉退行性工作缓冲动作非代谢作用缓冲动作的实例分析主 要 内 容缓冲动作减小冲击力缓冲动作理论基础就是动量定理，此外还应遵循生物学原理。 游动量定理：屈膝缓冲，下肢肌肉做退让性收缩，以加长力的作用距离，增长力的作用时间，从而达到减小的目的。 （一）缓冲动作减小冲击力落地是竞技太极拳跳跃类动作的最后一个技术环节，也是反应动作稳定性的重要部分。落地前应尽量伸展身体，利用肢体的变化增
6、大转动惯量增大转动惯量，以减小转动角速度。在落地后，由于较大下落时还具有较大的垂直速度和水平速度，下肢各关节的屈伸缓冲下肢各关节的屈伸缓冲也是保证落地稳定性的关键因素。游参与完成缓冲肌肉的退让性工作能力运动员支撑阶段的缓冲准备、掌握缓冲技术的能力缓冲技术的 决定因素下肢肌肉缓冲能力的强弱直接影响缓冲质量的高低及正确缓冲动作的完成。（二）缓冲动作的肌肉退让性工作游生物力学的研究表明：肌肉克制性工作时发挥的力量最小静力性工作时发挥的肌肉力量次之肌肉退让性工作时发挥的力量最大根据牵张反射机制，退让性工作能更好地使拉长的肌肉进行后继性收缩，将弹性势能转化为动能，在缓冲阶段使关节周围的大肌肉群发挥最大工
7、作效率。 游三级跳远下肢肌工作的外部特征123蹬伸阶段，伸 展力矩大于载 荷力矩，肌肉 由等长收缩转 化为克制性工 作。每一次踏跳分三个阶段缓冲阶段 此阶段人体重 力及惯性力等 载荷力矩大于 肌群的拉力矩 ，肌肉做退让 性工作。当重心下降至 最低点时，上 述两力矩相互 平衡，肌肉由 退让性工作变 为等长收缩。游l由此可以看出：在缓冲阶段，下肢肌群有的作退让性工作，而有的作克制性工作，退让性工作和克制性工作并存，但就其在缓冲过程中所起的作用大小看，肌肉的退让性工作占绝对优势，因此，肌肉退让性工作能力越强，缓冲的效果就越好。l对从事跳跃项目的运动员，在训练过程中应不断提高起跳腿退让工作的能力。 游
8、l跳跃运动项目的踏跳动作，在爆发用力之前的缓冲动作，由于人体快速助跑的冲力和重力与地面作用力的相互作用，使即将完成蹬伸动作的肌肉进行离心收缩，下肢肌肉被动拉伸而积累了弹性势能与肌张力。这种弹性势能属非代谢能，在后继的向心收缩过程中被利用，转化为后继动作（如后蹬）的动能，即同时也增加了肌肉总收缩力。l人体动能的获得，并非完全是通过肌肉消耗能量物质由肌肉的收缩产生，其中一部分是通过肌肉及肌腱中积蓄的势能转换而产生的。肌肉储能的大小和再利用的效率反映了运动员下肢的力量素质和动作技术的优劣。（三）缓冲动作非代谢作用游实例分析：体操跳马踏跳动作-PLAY踏跳技术分为上板、缓冲、蹬伸三个阶段。缓冲阶段，伸
9、肌做被动退让性工作，承受巨大的冲击力，其腿的负担量可达体重的1014倍。整个缓冲阶段的时间时间应该缩短。缓冲时间取决于着板角度着板角度、缓冲角缓冲角度度（髋、膝、踝关节）、蹬离板角度蹬离板角度。缓冲的幅度应尽可能小些，使整个踏跳时间踏跳时间缩短。游曲线是用全脚掌着地全脚掌着地曲线是用前脚掌着地前脚掌着地前脚掌着板技术，因踝关节参加缓冲，缓冲阶段中垂直冲击力和水平冲击力都小于全脚掌着板，可使膝关节被迫弯曲的程度减小，有利于缩短踏跳缩短踏跳时间时间，增强踏跳效果增强踏跳效果。据研究材料证明，采用前脚掌着板起跳技术的运动员，膝和踝角被动弯曲的程度较小膝和踝角被动弯曲的程度较小，起跳时间可缩短0.02
10、0.03秒左右。 游重力 垂直支撑反作用力G水平反作用力 等效于力矩 及力 等效于力矩 及力是使运动员产生向上加速度的原因是使重心产生减速度的原因。游上述分析可知，踏跳的着板方式影响踏跳的着板方式影响着板角着板角，而合理的选择着板角对正确完成踏跳和后续动作具有重要作用。 研究证明，在缓冲阶段应减少制动力，适当增大着板角减少制动力，适当增大着板角，可以提高垂直支撑反作用力，缩短缓冲时间，有利于使重心快速转为向斜上方的运动，同时可以减少水平速度的损失，增强踏跳效果。 游三、动作特征2341延长力的作用时间，减小对人体的冲击力促使非代谢能的产生与利用缓冲动作与人体解剖特点有关利用器械增加缓冲效果游思考：1、简述缓冲动作的力学原理，举体育实例说明缓冲动作的意义。2、详述在跳伸练习过程中，缓冲动作的肌肉工作特性和意义。
