短跑运动员李杰起跑环节的生物力学特点探究,运动生物力学论文

短跑运动员李杰起跑环节的生物力学特点探究,运动生物力学论文摘要：本文主要从生物力学角度讨论二级运发动李杰起跑前四步技术的合理性，通过收集该运发动及国内外优秀运发动数据作为参考并结合相关理论知识旨在寻找可能影响其起跑的因素，进而提出切实可行的改良方式方法以使其起跑技术趋于合理化，为身体条件〔如身高、体重等〕类似且技术水平相当的短跑运发动的训练提供参考根据。本文关键词语：起跑技术;生物力学;分析;合理的起跑技术影响着运发动100米跑节拍和成绩。而起跑环节是二级运发动李杰的薄弱环节，因此选择此问题进行探究。一、研究对象本研究选取华南师范大学田径运发动李杰蹲踞式起跑为研究对象，对其起跑进行了10次拍摄。二、研究方式方法实验所用仪器：本次实验采用iphone6s后置摄像头进行拍摄，除此之外还有5米的皮尺一个、标志物若干以及起跑器。实验步骤：(1〕拍摄前期：拍摄现场的布置：在100米起点准备好一个起跑器，从起跑线开场用皮尺在跑道上测量5米，每一米放置一个标志物用于后续的视频测量。在距离跑道外沿6.25米，距离起跑线后沿1.72米处放置摄像机，相机拍摄范围为7.5米，拍摄高度为28厘米。(2〕拍摄中期：一位发令员进行发令，一位拍摄人员进行拍摄。分别从运发动左右两侧各拍摄5次。(3〕拍摄后期：拍摄后期使用Dartfish软件对运发动进行分析并收集相关数据，并将获得的数据导入Excel并进行分析处理。三、结果与分析〔一〕预备姿势前、后膝关节开放角表1膝关节开放角比照/预备姿势时膝关节开放角度在调整运发动身体重心位置起着重要作用，同时适宜的开放角度有利于运发动的启动。以前后膝关节开放角度分别为90～100和110～130为标准，则运发动李杰前后膝关节角度基本处于合理范围内，且与诸多国内100米跑高手的比拟中发现，该运发动在预备环节其前后膝关节角度并没有显着差异〔p0.05〕，但每次完成预备姿势时膝关节开放角度波动较大，前、后膝关节角度波动最大差值分别达23.9和13，讲明其技术的稳定性和娴熟程度以及身体控制能力有待加强。〔二〕预备姿势躯干前倾角在本文中定义预备姿势躯干前倾角为躯干纵轴与水平面的夹角。表2运发动李杰躯干前倾角部分数据表/运发动李杰躯干前倾角为-37.684.44，与研究以为的最适前倾角〔-17〕相比偏小。固然合理的前倾角能够有效减小身体稳度进而利于获得向前的水平推动力，但笔者以为这易使运发动前倾翻倒或抢跑且还可能使运发动起跑时失去平衡而导致起跑节拍紊乱。运发动为维持身体平衡易导致第一步过大并增加下肢负担。这是由于蹬离霎时对其受力分析〔理想化讨论〕，设起跑器对人体作用力T1与重力G夹角为则由力矩M=Fr可知随着夹角减小，rsin(-)=-rcos〔(，)〕的值便会逐步减小因此M也随之减小。因而通过拉大步子降低重心使M1的减小能减轻运发动的前翻程度以维持平衡。同理，在运发动第一步落地时进行分析，由于重心的降低而使减小,|r2|不变，要使M2M1则地面对脚的作用力T2则会增加且T2G。因此可知落地时势必会增添腿的负担。〔三〕预备姿势躯干前倾角在这里界定本文重心概念：选取髋关节位置作为人体重心位置，以讨论预备姿势至蹬离起跑器霎时重心角度的变化。表3运发动李杰预备姿势至蹬离起跑器霎时重心角度变化及对应躯干前倾角/从表3发现运发动在预备到蹬离起跑器时，身体重心变化均为负值且最大变化角度到达13.7。再将重心角度变化和对应的躯干前倾角结合基本验证上述讨论成立。预备时过小的前倾角不仅使其浪费更多的体力在调整身体姿势上，增加下肢负担，还会影响其建立良好的起跑节拍甚至之后的加速跑。〔四〕起跑前四步躯干前倾角及摆动腿膝关节角度表4起跑前四步支撑腿蹬离时躯干前倾角和摆动腿膝关节角度/以世界优秀短跑运发动起跑前三步躯干的前倾角为标准〔28、48和47〕，则从表表示清楚该运发动起跑前倾角过高。在这四步中其躯干前倾角随着加速进行而逐步增加且变化幅度比拟小，但摆动腿膝关节角度变化异常。笔者以为这可能是其跑身体前倾角较大及身体重心较高导致后蹬角度较高，进而使膝关节角度增加。另外，针对该变化，笔者以为根本原因在于不合理的预备姿势，节拍的紊乱导致该运发动不规则的角度变化，十分是第二步膝关节角度的急剧增加或许是由于第一步落地时运发动为控制身体平衡造成的〔T2的增加导致M2的增加〕，此后由于身体平衡得以控制，加速节拍逐步建立，因此膝关节夹角得以缩小。〔五〕前四步步长及着地时膝关节角度表5步长变化/米若以第一步三脚半到四脚，第二步四脚到四脚半此后逐步增加为标准发现该运发动第一步步长偏小而非偏大，这可能是理想化讨论中忽略膝关节的屈可以使重心降低，进而r减小以降低身体重心，因此未表现出第一步过大。所以仅从力学角度看有时并不适宜。表6着地时支撑腿膝关节角度/表7膝关节角度变化/膝关节角度变化小且与优秀运发动的角度变化存在显着差异〔p0.05〕。结合其重心偏高和表6数据该运发动前四步着地时膝关节角度偏小，证明上述讨论合理。因而笔者以为是其过于紧张的下肢限制了该运发动膝关节角度变化进而影响步长，而根本原因仍在于预备姿势时过小的躯干前倾角。四、结论与建议预备姿势时膝关节开放角基本合理但变化幅度大且躯干前倾角度过小，建议多加练习预备姿势以稳定膝关节角度并增加躯干前倾角度；起跑加速前四步躯干前倾角度过大且身体前倾不够，建议适当降低身体重心和减小躯干前倾角度，进而减小后蹬角度并获得更佳的水平推动力；在起跑加速阶段，膝关节在下压着地经过应保持适当紧张感而不应过于紧张