散打生物力学作业.doc

长江大学运动生物力学试验报告题目：散打动作的力学分析单位：长江大学体育学院体教10801班时间：2011年5月地点：长江大学东校区体育馆组员：许欣、魏素颖、叶婷婷、吴佳玲、万江、余磊、徐酽、易小凤、夏勇峰目 录实验设计前言：第一节：散打过程中肢体动量的原理分析第二节：散打过程中平衡原理分析 第三节：散打过程中鞭打动作的原理分析 第四节：散打过程中缓冲动作的原理分析参考文献：小组分工实验设计：全体成员共同讨论 前言：夏勇峰 第一节：叶婷婷、吴佳玲第二节：万江、余磊 第三节：魏素颖、许欣第四节：徐酽、易小凤图片收集：吴佳玲、魏素颖校正排版：徐欣、余磊前 言。现代散打运动是指两人踢打摔等技法为基本素材，按照规定的场地、时间、条件进行徒手对拔格斗的一项运动。散打运动是一项较劲、斗智斗勇的激烈项目。散手基本技术包括实战姿势、步法、进攻技术、防守技术、返还技术等五个部分。在现代体育教育推动的基础上，通过锻炼可全面提高人体身体素质，同时更好的引导，可强身益智，陶冶武德。 散打又称散手。 散手运动是攻防格斗实际的技术动作表现，它也是对抗性的格斗运动之一。实战性的攻防格斗包括徒手和器械的。徒手的有散手即平时所说的打擂台，还有推手，就是太极拳的推手，还有器械，器械同样有短兵和长兵，由于时间的关系这里向大家讲一讲散手运动。 散手运动是在一定的条件下制定的有一定的竞赛规则进行攻防性的实战演练，就是说比原来套路的对练又提高了一步，属于实战性的演练。散手运动的比赛是在高六十厘米、边长八米的正方形台上进行的上面铺有软垫，运动员要戴护具，护具包括护头、护肢、护腿、护裆、护脚背和手套，赤脚在台上进行实战性的攻防演练，比赛禁击部位有颈部、裆部，同进不能用肘、膝，不能打后脑，比赛中以得分多少定胜负，但在比赛实战中有一方被击倒后10秒钟若站不起来，对方就是绝对胜利。还有一种就是在一局中连续两次被打下擂台，对方就是绝对胜利。比赛中所用的一些技法都是中华武术中精华的攻防动作，它有拳防、腿防、摔防。 在讲武术特点作用时讲武术内容时曾讲过武术主要是以踢打摔拿四技为主，那么在散手里少了一个拿，散手是踢、摔、打，没有拿。因此比赛中间队员戴的是手套，象拳击手套一样的。拿法主要是腕关节反过来制服对方，散手不好做这样的动作，因此也就没有拿的动作。同时也要求在比赛中间不许用腕关节动作，所以就少了这一项。 在过去一些小说中间如杨家将演义、水浒传以及金庸的武打小说中有许多绘声绘色的描写用各种技击方法制服了对方，这些方法有些属于文学作品，有些确实是实战中所能用到的特别是武术里，经常听到的拳语里讲：“手是两扇门，全凭脚踏人”，在散打中有一个得分的特殊的要求，是用一个外摆腿法把对方头部击中后可得分，这个技法相当难做，但是这个动作做出来后，效果相当好；再就是击倒对方，用腿打倒对方有得两分的，有得一分的，都是按规则来进行比赛；还有互不得分的两个人搂抱在一起打乱拳或同时摔倒，同时掉下擂台的都不能得分。 这个规则为什么这样订，因为现在的散手运动究竟不是真正的要把对手打伤或者把对方打的不能动了、打残了。 从体育运动来讲它是健美的，不是把对方真正置于死地，毕竟还是一项体育运动可以说进击不同于禁击，这些禁击部位在过去武林界来讲刚好是要用的，例如喉部是禁击部位，过去的一个动作叫“黑鹰掐手”就是要抓对方的脖子黑虎掏心就是要打对方的心脏部位“黑狗钻裆”就是要打对方的裆部，这些地方都不能打，还有后脑都不能用，因为它有损于健康，这些地方都不能用，为什么还要开展散手运动，因为它是体育项目，而且是真真正正的表现为中华武术的攻防技击格斗技能充分地实实在在地表现出来，所以说散手运动还是要开展的。 实验设计实验地点:长江大学东校区体育馆 实验器材：照相机、电脑、场地、小组所有成员实验时间：2011/5/20 实验目的：通过对余磊同学散打动作的拍摄，对散打几个阶段动作进行力学分析，掌握散打技术在比赛中的应用，学会在实践中正确运用运动生物力学的知识、理论和方法。实验原理：通过拍照，获得余磊同学散打的动作图，利用所学的运动生物力学原理对其动作进行分析。实验步骤：第一节：散打过程中肢体动量的原理分析第二节：散打过程中平衡原理分析 第三节：散打过程中鞭打动作的原理分析 第四节：散打过程中缓冲动作的原理分析第五节：参考文献实验对象：余磊 男 身高：182cm 体重：81kg 大二修过散打成绩81分 体教10801 夏勇峰 男 身高：175cm 体重：71 kg 体教10801实验参与者：本组全体成员第一节 散打过程中肢体动量的原理分析散打比赛的过程是通过人体肢体的运动来体现的,不论是进攻还是防守都离不开肢体的运动,最直观的现象是肢体的打击取得有效得分,而散打动作速度的快慢将直接关系到比赛的进攻与防守技战术的运用。通过力学中对运动体动量 的定义ft=mv可知,影响肢体运动中某瞬时的动量只与其质量的大小和速度的快慢有关。但从宏观角度讨论人体的运动,无论是整体还是肢体或环节其运动时质量均可视为一个恒量。因此,真正影响肢体某瞬间的动量因素只有速度这一因子。本文从速度角度出发,通过运用运动生物力学的观点及方法分析散打技术动作,以使散打教练员和运动员依据这些规律建立散打运动技术动作速度的教学方法和训练模式。 夏勇峰散打冲拳动作 动量定理是描述物体机械运动状态变化规律的基本定理之一。物体在运动过程中，在某段时间内动量的改变等于所受合外力在这段时间内的冲量。Ft上称为冲量，为作用力与作用时间的乘积；mv在力学上称为动量，一次攻击的动作要快速而有效，必须要快速的位移速度和动作速度。最大力量与最快速度足以达到最有效的攻击效果。如何产生最大力量、最快加速度和两凼素之间的有效配合足敞打技术训练的重要内容。根据肌肉的用力特点，欲产生最大的用力效果，即在肌肉放松的前提下，产生最大的爆发力除了针对肌肉最大力量和收缩速度进行训练外，还必须训练肌肉收缩用力与动作产生过程及动作速度相互间的有效配合。其要领如下：放松肌肉以减少肌肉阻力，动作发力顺序起丁根节，经中节达予梢节，南接近中心轴的关节传至末端的关节，产牛鞭打效果以追求最大速度。完成动作过程中，肌肉力量是逐渐增加的，至梢节即攻击点时达到最大力量。根据动量守恒定律，运动员之间攻击时发生碰撞，因为质量一定，作用力的大小取决于两者移动的速度和移动方向，两者移动速度愈快且方向相反，则作用时间减少，作用力F就增加，产生最大的杀伤力；反之两者碰撞的速度慢且移动方向相同，则作用时间增加，产生的作用力减少。在训练和比赛中，根据对手的身体状态(前进中、原地不动、后退中)来选择攻击方式能产生最大的攻击效果。如对手全力进攻时，为使对手身体受物体惯性规律的支配不由自主地继续前进而失去平衡，这时就可以乘对手重心不稳之机立即发力攻击他；如对手身体前倾过度，可以向原方向加力于对手身上，这样对手很容易被击出甚至被击倒在地。 第二节 散打过程中平衡原理分析 一、平衡的定义平衡是物体或系统的一种状态，指力同时作用在一个物体上，各个力互相抵消，物体保持相对静止状态、匀速直线运动状态或绕轴匀速转动状态。处于平衡状态的物体或系统，除非受到外界的影响，它本身不能有任何自发的变化。在不同的科学领域，它有不同的涵义。散打中的平衡是指在做各种散打动作时，身体运动或静止的一种状态，是为了保证身体的稳定性，从而做出更有利于防守和攻击动作。二、散打过程中的平衡原理（一）随遇平衡原理物体有三种衡状态：稳定平衡，不稳定平衡和随遇平衡。随遇平衡是指如果物体在外界作用下，它的平衡状态不随时间和坐标的变化而改变，这种状态叫“随遇平衡”。例如，散打中的旋转踢腿动作，在第一次踢腿时保持平衡，旋转完后又一次踢腿，再次达到平衡。余磊侧踢腿的姿势（如左图）力学分析：在一定的范围内倾斜时，重力产生的恢复力矩能使身体回到原来的平衡位置，一身体的倾斜角超出此范围，即倾斜角大于稳定角时，重力就产生倾倒力矩使身体翻倒。稳定角与身体的重心高度和支撑面积有关，当重心降低或支撑面积扩大，稳定角就增大，在支撑面的投影点越靠近支撑面的中心，稳定角的改变就越难。余磊的重心高度大约95cm支撑面积约为0.02。他的上肢与支撑腿的角度约为145继续减小到约为120这个角度余磊身体出现晃动不能平衡站立。总结：散打运动员在运用技术动作时，可以降低重心来提高自己的稳定性但是两脚所站的面积有大的一面，也有小的一面。相应稳定性也有大的一面和小的一面，因此仅仅靠降低重心而不知弥补底面积上缺点，还是很难保持身体稳定的。这里理解为是随遇平衡只有根据对手的技术动作或自我战术特点。在运动中求平衡，在保持自我平衡巾掌握进攻的主动权。（二）杠杆平衡原理要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（动力和阻力）的大小跟它们的力臂成反比。动力动力臂=阻力阻力臂，用代数式表示为：F L1=WL2。式中，F表示动力，L1表示动力臂，W表示阻力，L2表示阻力臂。从上式可看出，欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。在使用杠杆时，为了省力，就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆；如欲省距离，就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。余磊背摔夏勇峰的姿势（如下图）力学分析：人体的身体运动都是靠肌肉的收缩而活动，肌肉是力量的源泉，骨骼为杠杆，关节为支点。散打踢，打、摔的进攻动作就是以杠杆原理产生力量，发力过程是以躯干脊柱为中心，通过一连串的杠杆结合，力量起于根节经中节传至梢节达到最大。传递过程从中心大的关节逐渐传到梢节小的关节，产生最大加速度。两个大小相等方向相反的平行力，力学上称为“力偶”。余磊背摔夏勇峰可看作三个杠杆结合，支点分别是A、B、C三个点如图示。；力量起于支撑腿经腰腹传至肩关节、头部、手臂及摆动腿产生最大加速度。第三节 散打过程中鞭打动作的原理分析前言： 鞭腿是散打中很有特色的一项腿法技术，它也是散打中非常重要的一项技术。鞭腿在现代散打比赛中运用十分广泛，威力较大，击中对手不但能直接得分而且如果运用巧妙还能够重创对手。尤其是一旦击中对手的头部，效果更为明显。 鞭打动作原理 ：人体四肢结构类似于鞭子，它们近端环节质量大，末端环节质量，因此在做鞭打 动作时，近端环节先加速挥动，获得角动量然后制动，在制动过程中，角动量向末端环节传递，由于末端环节质量较小，因此获得较大的运动速度。须注意，在 鞭打动作中近端环节的制动 ，并非是使该环节加速的主动肌 群的对抗肌用力实力，而是其远端关节的肌肉用力，在其远端环节产生角加速度运动时，所产生的 阻力矩造成的 。 国外有研究表明，当784N的力在约8ms的时间内作用于头时，足够引起脑震荡。研究结果表明，优秀散打运动员的鞭腿力量最低也可以达到7385.2N每8ms，如果是刚性碰撞的话几乎是“784N的力在约8ms内”的十倍，一旦被对手击中头部后果的严重性将不堪设想。如在2002年散打王争霸赛85kg以上级别的赵子龙对杨晓靖的比赛中，当时杨晓靖已经占据主动，在已经得势的情况下，用右手直拳进攻，赵子龙预见其进攻意图后并没有一味躲闪退让，而是用右后高鞭腿快速、迅猛攻击对方头颈部。而此时，杨晓靖正处于进攻状态，对赵子龙的进攻动作没有任何预见，更没有防守；当赵子龙的鞭腿打到他头部时，他的直拳进攻动作还没有完成。这一攻击导致杨晓靖当场晕倒，失去继续比赛能力，赵子龙以击倒性优势获胜。根据统计，在2007年全国散打男子冠军赛中，前3名运动员在比赛中使用鞭腿攻击的百分比占53.7%，鞭腿得分占总得分72.4%。在对散打鞭腿技术动作防守中，首先要了解散打鞭腿技术动作结构和特点，这样便于我们更好地防守鞭腿技术动作。从技术动作结构来看，散打鞭腿技术动作主要分为攻击腿、支撑腿、上体、头部等几部分技术。攻击腿的动作一般分为提膝，鞭打两部分。以右腿支撑为例，攻击腿出腿的同时，支撑腿以前脚掌为轴碾动转体，脚跟斜向前：屈膝侧上抬时，上体微右转；进攻腿鞭打时，通过腰的向右骤然拧转，髋前送，稍低头，下颌内收，目视进攻方向。运用运动生物力学理论对武术动作技术的定性分析朱君、郑雪荣的鞭腿的运动生物力学分析通过力学原理，根据牛顿第二定律a=F/m和动量定理和动量守衡定律I=Ft，Ft=mv。得出鞭打动作可使运动链末端环节产生极大的运动速度和打击力量。此动作由腰腹发力，然后制动，在制动过程中，角动量向大腿传递，大腿再制动并传递到小腿。这样就像鞭打一样使小腿获得较大的速度与力量。因此，做此动作要求上体与大腿依次做合理的加速与制动，使小腿与脚组成的末端获得较大的打击力量 图片是一名运动员踢鞭腿的速度变化曲线图，由图可以看出：髋关节的曲线变化幅度比较小，速度变化不大，而膝与踝的曲线变化幅度较大。其中在00.24秒之间三者的速度相同。0.24秒后髋关节的速度开始下降，而膝和踝的速度曲线则开始上升。到达0.4秒时，膝关节的速度到达最高点并开始下降而踝关节仍继续上升至0.5秒到达最高点。由此分析，在鞭腿的整个过程中，首先是髋关节先启动同时带动膝和踝关节，到达最高点时髋关节出现制动，速度转移到膝关节，所以带动膝关节和踝关节速度上升，当膝关节速度到达最高点是，也会出现制动并把速度传递给踝关节。踝关节的速度很短时间上升至最高点。说明鞭腿的过程也是一种动量的转移过程。 动量传递只是肢体鞭打动作快速有力的一个方面，而肢体各关节依次发力，使各环节的动量逐步积累，末端环节的运动速度是由其各近侧环节的运动速度的依次合成叠加而成，这是另一个重要方面。 结束语：散打鞭腿是现代散打进攻和得分的主要手段，在比赛中对鞭腿的防守与反击就成为决定一场比赛胜负的关键因素。在散打的实践中，在双方对峙的极短时间内，要想打好对鞭腿的防守反击就要从散手鞭腿技术动作结构和特点入手，充分认识和利用散打鞭腿技术动作的“预兆”。在散手实践中，根据对手鞭腿技术动作的特点和具体情况，可相应地采用预见性防守、应急退让性防守和应急抗击性防守的方法，以取得优异运动比赛成绩。第四节：散打过程中缓冲动作的原理分析一、缓冲动作的定义：肢体末端环节与外界发生相互作用，肢体由伸展到屈曲以延长力的作用时间减少冲力作用或控制外界物体的动作，在运动技术中叫缓冲动作。二、缓冲动作原理运动过程中缓冲动作是上下肢的肌肉做离心收缩完成的。缓冲动作在散打运动中的作用主要表现为：准备动作时，出脚前的收脚、屈膝等，让主要作用肌肉产生离心收缩，以便f脚时肌肉向心收缩产生更大张力，更快速度，攻击完成后的快速收腿动作是为了更有效保护自己或为下一个动作做准备；攻击完成后脚落地动作和脚步移动时，脚的缓冲动作是肌肉离心收缩以减少地面的反作用力，保护关节，维持身体的平衡。为连续的攻击动作做准备。 1、 缓冲动作减少冲击力由动量定理可知，一个物体在时间t的动量的改变量，等于作用在这个物体上的力的冲量，其数学表达式为：F(t2t1)mv2mv1在缓冲阶段，是膝关节周围大肌肉群发挥最的工作效率，通过下肢肌肉的调节，使膝关节屈曲来减少地面对人体的冲击力，保护人体免受损伤。2、 缓冲动作的肌肉退让性工作运动员缓冲技术的好坏，主要是取决于参与完成缓冲肌肉的退让性工作能力，其次与运动员支撑阶段的缓冲准备、掌握运用缓冲技术的能力有关。下肢肌肉退让性工作能力的强弱直接影响着缓冲质量的高低以及正确缓冲动作的完成。通过对肌肉退让性工作的肌电研究发现，肌肉做退让性工作时与肌肉所承载的负荷和肌肉做退让性工作的速度有直