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運動生物力學的作用范文第1篇

摘 要 教練員或教師的指導語在運動訓練和教學中起著重要的作用，指導語是否簡潔明了對運動員的科學訓練起著畫龍點睛的作用。動作技術原理可以通過教練員在指導語中加以凝煉，在指導時讓運動員、學生明確訓練的關鍵所在，能起到意想不到訓練、教學的效果。

關鍵詞 動作技術原理 指導語 應用

一、前言

知識如何轉化成生產力，是當前我們十分關注的話題，在體育訓練中，即如何將體育科學知識應用于訓練當中，使很多教練員都在探索的問題。對教練員的訓練方法研究的很多，很少有文章對教練員的指導語作專門的研究，特別是將運動生物力學知識貫穿其中的研究少之又少。

本文首先提兩個概念界定，第一研究的是新疆地區的教練員的指導語；第二動作技術原理是指完成某項動作技術的基本規律，它適用于任何人，不考慮運動員的性別、體型、運動素質的發展水平和心理因素等個體差異，是具有共性特點的一般規律。

教練員在訓練中不能違背動作技術原理，研究各項動作技術確立，動作技術原理，建立動作技術模式來指導教學和訓練，在體育教學中，講清楚動作技術原理是非常重要的，要使學生懂得怎樣做和為什么這樣做，即不僅要知其然，還要知其所以然。對優秀運動員的動作技術進行生物力學研究，是以生物學和力學理論為基礎，通過對高水平的運動實踐的檢驗來總結先進的動作技術原理，建立運動技術模式。如何將動作技術原理轉化為教練員簡潔的指導語，使運動員在學習和訓練中能清晰的明白教練員的意圖，能迅速改進訓練中出現的錯誤，值得我們研究。

二、研究對象與方法

新疆第十、十一屆全運會的一線教練員和基層教師的指導語，參加運動會的運動員，田徑運動中的一些動作技術原理。

（一）訪談法

（二）文獻資料法

（三）舉例法

三、研究結果與分析

（一）教練員指導語中運用生物力學知識的基本情況

筆者調查了烏魯木齊市參加新疆第十、十一屆全運會的教練員與運動員，就教練員的指導語與運動員是否理解教練員的指導語等問題作了專門調查，運動員結果如下：

表1 您的運動技能知識是從教練或教師指導語中得來的嗎

由此表可見，運動員的運動技能知識主要從教練員與教師處獲得，若教練員與教師對運動技能理解有誤，則可能影響運動員的成績。

表2 對不同等級的運動員對教練員指導語持疑問的調查結果

通過表2可以看出，運動員的級別高，對教練員指導語持疑問的比例越高。這是因為隨著運動員的水平增加，對運動技能的理解加深，求知欲越旺，其主觀能動性越大，越渴望了解運動技術原理。若這時教練員沒有因勢利導，則運動員疑問增加。

對教練員運用指導語作了調查如下：

表3 您在指導語中有意識的運用運動生物力學知識嗎

通過對教練員的訪談以及他們對生物力學的知識的了解發現，教練員很少主動將生物力學知識結合指導語運用于訓練實踐中去，結果導致指導語含糊不清，目的性不強。調查運動員中發現，運動員對素質練習感覺教練員指導語的作用很大，在技術練習中對教練員的指導語理解不清，其實，這也反映出教練員運用生物力學知識到指導語中并不多，因為生物力學知識主要用于動作技術原理方面，教練員主要靠以往的經驗在教運動員。

通過對教練員的訪談，發現很少有教練員參加過運動生物力學知識的培訓，當然這也和我區這類培訓次數少、科研單位的從業人數少有關，這應引起重視。

（二）教練員指導語中動作技術原理在指導語中的舉例

1．在田徑運動中的應用舉例

田徑運動中跳高是一項對技術要求較高的項目，作為一名教練員，首先要明白跳高的共同規律與原理，然后將其轉化為自己的指導語。在起跳瞬間，運動員所受合力為：支撐力-重力=ma可見，支撐力若想變大，只有將a變大，而a是上臂和擺動腿與軀干的相對速度來衡量的，相對速度越快，a越大，因此，在起跳瞬間，指導語要強調上臂和擺動腿的快速上擺。運動力學中的相向運動原理告訴我們，物體在騰空狀態下身體某部分的轉動能引起身體另一部分向相反的方向轉動，這樣，在跳高過桿形成背弓階段，給隊員的指導語是努力仰頭，這樣，自然形成好的背弓。之后，指導語中要強調迅速將頭抬起，小腿自然就會快速上擺，以便順利過桿。

2．在體操中的應用舉例

根據轉動守恒定律和動量矩守恒定律可知，轉動慣量小則轉動速度快，而轉動慣量和轉動半徑有關，轉動半徑小則轉動慣量小。因此，在體操中的一些翻滾動作，如前滾翻、后滾翻、空翻等動作中，教練員給隊員的指導語是團身要緊，目的是減小轉動慣量，而不僅僅是強調速度。因為運動員自己也想提高速度，心里就會很著急，越是著急越做不好動作。因此，這時的指導語要起到點睛之筆，團身要緊隊員可以通過自己身體感受。

3．在短跑中的應用舉例

在短跑的加速跑階段，教練員都在強調速度，我們知道，這一階段，盡量要發揮地面支撐力的效用。因此，根據力的分解，要盡量的減小垂直方向上的力，增加水平方向的力。這一階段給運動員的指導語是不要過早地將身體抬起。在平時訓練中，仔細觀察，若發現運動員上下肢折疊不充分，在指導語中要強調折疊充分。因為上下肢折疊充分，也相當于減小轉動半徑，從而減小轉動慣量，達到增加轉動速度的效果。

4．在體育常識中的應用舉例

體育教師給學生解答疑問時，若在講解中加入運動生物力學知識，便可做到有根有據，讓學生不僅知其然，還可知其所以然。筆者用一例以饗讀者，曾經遇到學生問為什么蹲式起跑比站立式起跑要好。在給學生講解指導中運用生物力學知識，講明在起跑瞬間，下肢給地面以作用力，地面反作用于下肢的力是推動人體向前跑的力，這個力可以分解為垂直方向的力和水平方向的力，蹬地角越小水平方向力越大，對速度貢獻越大，而蹲踞式起跑正是蹬地角比站立式要小。

（三）教練員指導語的重要性

通過對運動員和學生的訪談發現，認為指導語對其作用很大的所占的百分比分別是：非常重要占12.3%；重要62.7%；一般14.7%；說不清11.3%。可見大多數運動員認為指導語重要，并認為指導語對主要對自己理解技術動作原理很重要，認為指導語對提高教學訓練和比賽成績很有用。通過對比不同水平運動員對指導語的理解水平，發現，運動水平越高的運動員理解指導語的能力越強，但也出現了有趣的現象，即疑問率很高，這從一個側面反映出其教練沒有將生物力學知識很好的運用到指導語中去，與前面的調查相吻合。

四、結論與建議

（一）新疆地區教練員在指導語中運用生物力學知識的不多。有兩個方面的原因，一是教練員本身對生物力學知識掌握不足，第二是教練員沒有意識到將生物力學知識用在指導語中去。解決這兩方面不足的方法是：迅速補習生物力學知識，因為教練員本身有大量的實踐經驗，只是把這些經驗不能很好的表達出來，通過學習，明白其中的動作技術原理，便能達到實踐與理論的相互促進。

（二）生物力學知識若能與指導語結合，對訓練能起到事半功倍的效果。因為其主要是講解動作技術原理的一門學科，教練員掌握了運動技術原理，便可針對運動員在某一技術環節中的錯誤，專門進行指導，提高訓練效率。結合的方法是通過學習，有意識的將生物力學知識貫穿于訓練中去，通過實踐檢驗理論，通過理論指導實踐，互相促進。

（三）運動員普遍感覺教練員在指導語中加入生物力學知識，對自己訓練幫助很大，其運動知識主要來源于教練員，教練員掌握科學訓練知識隊隊員形成正確的技術動作至關重要。并且，教練員要利用運動員的求知欲，將正確的知識傳授給他們，對培養運動員今后的體育興趣及良好的體育觀念有所幫助。

（四）新疆地區應多舉行一些生物力學和訓練相關的培訓，采用請進來、送出去的方式。如邀請內地有經驗的專家講學，以及將本地相關人員送出去培訓。

參考文獻：

[1]全國體育學院教材委員會.運動生物力學[M].人民體育出版社.

運動生物力學的作用范文第2篇

關鍵詞：運動損傷；防護服裝；運動生物力學；防護模型

中圖分類號：TS941.2 文獻標志碼：A

A Study on Protective Cloths Based on Sports Biomechanics

Abstract： Based on introducing sports biomechanics as well as current study on protective equipment and protective clothes， the article draws the conclusion that it is very important to study protective clothes by using sports biomechanics and puts forward the theoretical basis， technical problems and technical route for using sports biomechanics in garment applications.

Key words： sports injury； protective clothes； sports biomechanics； protective model

近年來，我國參與體育運動或日常鍛煉的人口越來越多。在對全國體育人口比例的調查中發現，1996年的體育人口在總人口中所占的比例為31.4%，2000年增加到33.9%，而到2007年又增加到37.1%，短短10多年的時間里增加了5.7個百分點。

但是在運動中，由于人們并未太多地注意保護自己，常常會引起相應的關節、肌肉、韌帶的意外損傷。網球運動常常會導致肘部、肩袖部損傷，范？克拉莫（Von Kramer）對網球運動中出現的損傷進行過調查，結果表明，網球運動中肘關節損傷占全部損傷的41%，是最容易損傷的部位；肩袖損傷占其全部損傷的39%，僅次于網球肘。在跑步運動中，常常會發生小腿肌肉拉傷，有研究顯示，有高達35% ～ 65%的健身者與專業運動員曾經發生過下肢損傷。老年人、小孩以及肢體殘疾人在日常的行走過程中，由于自身缺乏一定的平衡能力，往往會因為磕碰、摔倒等突發狀況而意外導致肌肉和骨骼損傷。有國外學者曾做過相關的研究，該研究揭示了在老年人的摔倒中，將近53%是因為行走、站立的不穩定所導致的。

運動損傷已經給運動員、業余愛好者、老年人、小孩等帶來了傷害，也是人們生命安全的重要隱患之一。也有不少人缺乏自我保護意識，認為在業余的體育鍛煉和比賽中，做準備活動，然后再多加注意一些，受傷的幾率也就小了，其實這種想法是不正確的。因為這種損傷，比如說扭傷、摔傷、各種磕碰傷，在運動損傷里只占到了2%，它的名稱叫做意外傷，而將近98%的損傷是那種運動技術性傷。所以基于運動的生物力學，研制減少骨骼與肌肉損傷的防護性服裝，是一個很大的趨向。

1 運動生物力學的研究

運動生物力學是生物力學的分支學科，是研究體育運動中人體機械運動規律的科學。其主要任務是運用生物學和力學的理論和方法研究人體從事各種運動、活動以及勞動的動作技術，使復雜的人體動作技術奠基于最基本的生物學和力學規律之上，并以數學、力學、生物學以及動作技術原理的形式加以定量描述。運動生物力學的發展與研究，為提高體育運動的成績、預防運動損傷、設計研發防護器材奠定了理論基礎。

1.1 運動生物力學的實際應用

對于運動生物力學的研究，特別是在應用上，具有自己的特色，大致可歸結為以下幾點：

（1）在競技體育運動動作的技術方面，根據人體的體態、素質、機能等情況，研究適合個人的最佳運動和活動技術的動作方案，并通過動作技術診斷使之逐步完善；

（2）從預防運動損傷的觀點出發，對各種體育、活動以及生產勞動進行生物力學分析，找出致傷因素，并設計出相應的預防與治療措施；

（3）運動生物力學不僅研究人體，而且也研究與運動相關的器械的運動規律，按照人體形態、結構和機能的生物力學特征，設計和改進運動器材、設施、服裝與用具以及勞動機器、工具等。

1.2 運動生物力學與防護器材

從運動生物力學的角度出發，對體育運動或健身鍛煉中用于防護人身安全、避免運動損傷的器材，提出設計和改進的設想及要求，是一項非常艱巨的學科任務，當前基于運動生物力學研制的防護用品主要有護具、運動鞋。

新型橄欖球頭盔與傳統頭盔相比有著本質的區別，新型頭盔的外層覆蓋了一種新型樹脂吸振緩沖材料，它可以有效地防止運動員以頭盔作為進攻武器沖撞對手。在運動的過程中，人體的各個關節肌肉常常由于過多的運動量或瞬間的揮擊、拉伸發生拉傷或震傷。戴上護具后，就可以對相應部位的肌肉、韌帶加壓舒服，減緩可能的過度拉伸，并協助肌肉動作，對關節部位起到支撐作用。對于關節出現不同程度勞損的老人以及正在發育期的小孩來說，進行遠足郊游或體育鍛煉時，很有必要選擇一定的護具。

國內外一線運動品牌，其運動鞋技術的每一項進步都離不開生物力學研究，結構設計和技術創新都遵循人體運動生物力學原理。國際一線運動品牌都擁有自己的核心技術，如Nike的air氣囊鞋底科技和足跟穩定技術、Adidas的HUG環抱系統和智能芯片技術、李寧新一代單弦弓減震技術等。無論核心技術如何創新變化，結構設計必須遵循運動生物力學的原理，其主要的生物力學原理是緩震減震、能量回歸、足跟控制、模擬踝足和回歸自然。

2 防護服裝的研究

伴隨著運動的普及，傳統的防護服裝基本上從舒適性、結構設計、功能材料等角度出發進行設計研究，通過研究改變或加強面料的性能來達到服裝吸濕排汗透氣、防火、防水等效果，或者從服裝結構設計出發，采用多開口寬松式設計，在前胸、腋下、前后衣片采用連續開口散熱功能設計，設計了一套具有散熱功能的籃球比賽服裝。而在運動過程中能真正地起到對人體防護作用的，往往都是要通過佩戴護具來達到目的，從拳擊的頭盔到籃球的護足，每一個易受傷的關節都有相對應的護具來產生防護的效果。

但是現階段基于運動生物力學研究的運動防護僅限于護具以及運動鞋，而客戶對防護服裝的要求卻逐漸從原來的吸濕排汗等舒適性方面提升到舒適、功能、美觀、防護一體化上來，更多地希望可以通過服裝本身就可以達到防護人體的目的。

所以，有必要從人體出發，通過測量人體各關節點運動的三維坐標數據的變化，將其轉化為人體關節運動的生物力學參數，通過分析生物力學參數數據，建立人體防護模型，明確服裝面料與防護模型相互之間的關系，并結合服裝材料學、服裝結構設計、人體工效學等相關知識，設計具有防護性能的服裝。

3 運動生物力學在服裝上的應用

在體育運動、日常活動以及生產勞動中骨骼和肌肉損傷是難以避免的問題，解決這一難題，必須以人體運動為目標，運用人體解剖學、人體生理學、力學的理論與方法來探索人體運動規律，根據骨骼和肌肉的變化，建立外部防護模型，獲取防護服裝所需達到的力學參數，為開發運動防護服裝提供理論依據。

3.1 理論依據

在運動過程中，骨骼及肌肉功能模型的研究比較成熟，是確定肌肉長度、肌肉拉力線、肌力臂、肌力矩、肌力等關鍵因素，但卻沒有明確指出骨骼及肌肉損傷的臨界值，建立外防護模型是解決該問題的關鍵途徑。

基于人體骨骼與肌肉的動力學模型，模擬在外部約束條件下骨骼和肌肉的變化，通過逆向動力學方程式和有限元模擬獲取相關參數，建立外防護機制，即防護模型；在外加反應實驗的作用下，明確服裝材料的性能與外防護模型之間的關系，為研制高質量的運動防護服裝、減少運動過程中骨骼及肌肉的損傷提供理論依據。

3.2 技術問題

（1）建立骨骼及肌肉的模型，需要運用動態捕捉系統捕捉關鍵點的運動信息，測量人體在空間的位置和方向，即人體骨骼、關節的運動軌跡。動態捕捉系統通常分類為 3類：機械式、電磁式和光學式，價格不菲。

（2）結合人體運動軌跡的數據，通過人體建模仿真軟件進行模擬，并推導出骨骼及肌肉的最優化的防護機制。

（3）通過實驗驗證分析，明確防護模型與服裝面料的性能特征之間的關系，為研發防護性能最優的服裝提供依據。

3.3 研究方案

針對一項具體的運動，主要研究內容有以下幾個方面：

（1）運用動態捕捉系統捕捉人體關鍵部位的空間運動軌跡；

（2）借助人體建模仿真軟件，將空間運動軌跡的數據轉化為生物力學參數，如各關節的位移、速度、加速度及肌肉長度、肌力臂、肌力矩等，進而計算出有關人體防護力學參數；

（3）基于骨骼及肌肉模型，運用逆向動力學的方法，建立人體外部防護機制；

（4）根據各種服裝材料的性能，通過有限元的模擬，確定材料的性能與防護模型相互之間的關系，獲取防護服裝所需的防護參數；

（5）人體建模仿真軟件對所獲取的服裝防護參數進行模擬，以進一步獲得最優防護的服裝。

技術路線如圖 1 所示。

4 結語

運動損傷常常給運動員、體育愛好者、老人、小孩等帶來意想不到的身體傷害，然而，傳統的防護服裝基本上從服裝的舒適性角度進行研究，通過改變面料的特性來達到服裝的防濕透氣、吸濕排汗等，或從服裝的結構設計出發，改變服裝衣下間隙、開口特征等來提高服裝的著裝舒適性。國外對于運動防護服及裝備的研究則比較深入，從人體的頭部到腳的各個器官都配有特定的防護用具，所以基于運動生物力學研究防護服裝必將是未來的研究熱門。

外防護模型的建立是運動生物力學應用到服裝領域的關鍵，也是制約防護服裝研發的主要因素。防護模型的研究處于起步階段，只有建立起防護模型，才能進一步明確服裝材料與防護力學參數之間的相互轉化關系，也為研制減少運動損傷的運動裝備奠定技術基礎。

參考文獻

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運動生物力學的作用范文第3篇

關鍵詞：屈光性近視；軸性近視；生物力學機制

近20年來，我國近視眼患病率在急劇的增加，全國近視患者已超過3億，在世界排名僅次于“近視第一大國”——日本。近視已成為倍受人們關注的公共健康問題，認知近視眼的發病機制正是解決該問題的關鍵所在。從近30年來近視眼研究來看，科學家們進行了大量的近視動物模型實驗，對近視的發生、發展有了進一步了解。特別在形覺剝奪性近視、遺傳基因定位及近視眼生物化學物質改變等方面有較深入的研究。也有學者嘗試了生物力學視角的研究，但是目前還沒有生物力學模型能解釋所有眼的調節機制。因此需要對人眼調節機制進行有關生物力學的基礎研究，建立人眼調節機制的生物力學模型，為屈光的研究提供一種新的技術方法。

1.屈光性近視的力學機制

目前，解釋調節機制的經典松弛理論[1]認為：調節時睫狀肌的環形纖維收縮、懸韌帶松弛、晶狀體變凸出、屈光力增強、睫狀突和晶狀體赤道部接近。調節緊張理論[2]認為：調節是由晶狀體赤道部受到張力牽引而產生，至少一部分晶狀體懸韌帶處于緊張狀態、晶體中央變凸出周邊變平、屈光力增加，并從物理數學模型、尸眼解剖、臨床觀察等方面進行論證。盡管兩種理論存在一定的差別，但是兩種理論都認可人眼的調節過程通過三部分眼內組織完成。睫狀肌的收縮，睫狀肌的收縮使附著在睫狀突上的懸韌帶張力發生改變，懸韌帶張力的變化使晶體的形狀發生變化，晶體形狀的變化使人眼的屈光力發生變化，完成調節過程。

晶狀體的調節主要由睫狀肌、懸韌帶以及晶狀體三部分來實現，其生物力學調節機制的研究基本上從這三方面來展開。“調節本身不僅是傳統意義上的睫狀肌收縮和晶狀體變凸出，同時還伴有晶狀體的相對前移調節，對眼的幾乎所有屈光構成因素有著顯著的影響，視近活動的累積效應是兒童近視眼發生的主要原因”[3]。“懸韌帶具有一定的張力，懸韌帶在拉斷之前平均能被拉長4.48±1.78mm，隨著年齡的增長，懸韌帶的張力隨年齡的增加而減少”[4]。不同屈光狀態對睫狀肌的動力學影響，睫狀肌遠點肌肉張力在不同眼屈光狀態為一穩定值，且隨眼靜態屈光度的增加而降低。

由以上的理論研究，我們看以看到睫狀肌與晶狀體的調節密切相關。對于涉及到的肌肉的運動，我們可以嘗試從力學的視角來對屈光不正來進行解讀，從而推測屈光性近視產生的原因。筆者認為，屈光不正主要是由于晶狀體變凸出，光線聚焦在了視網膜的前方，形成屈光性近視。其生物力學機制可解釋為：長時間的近距離作業造成了睫狀肌痙攣，并長期處于緊張狀態，從而使懸韌帶長期處于松弛狀態，晶狀體不能變凹，也就形成了屈光性近視。

2.軸性近視的力學機制

基于理性分析，認為鞏膜強度減弱、眼外肌壓迫眼球使眼內壓增高等是造成高度近視的原因。但后來的臨床及實驗研究未能找出相應的證據。對眼球進行了生物力學理論分析，認為“在后部鞏膜的應力分布不均，由于上、下斜肌的附著點接近視神經，在調節輻揍時對后部鞏膜產生剪切作用，造成后部鞏膜延長”[5]。“眼外肌的強直性收縮引起玻璃體內壓力升高，在近視的形成中也具有明顯作用”[6]。由此，我們不難看出，人們在生物力學的領域已經展開了對近視眼形成機制的研究，研究的重心在于力學的作用點—鞏膜。只有對鞏膜形變及異化的機制研究清楚，才能為近視眼的矯正奠定基礎。

“軸性近視直接與鞏膜形變密切相關，因此鞏膜、角膜的生長及異化只能表現為眼球壁的不斷增厚，不能促成眼軸的延長”[7]。因此眼球的生長必須依賴于眼內壓對球壁組織張力，才能形成膨脹性生長。“在同等應力的作用下，前部鞏膜的變形最小，赤道部的次之，后部鞏膜最大，且高度近視患者的后鞏膜承受應力較常人脆弱”[8]。后鞏膜加固術能加強薄弱的后鞏膜，從而達到抑制軸性近視發展的效果。近視眼鞏膜的組織病理學改變早于生物力學特性的改變，并且實驗性近視眼的鞏膜彈性差，易發生變形，具有較低的承載能力。這些觀點都從某一視角對鞏膜做了研究，還需要有待進一步的研究。

另外，實驗性近視眼后極部鞏膜變薄，膠原纖維發生退行性變化即異化（鞏膜重塑），而這也是近視眼鞏膜彈性差、容易發生變形、具有較低的承載能力的病理基礎。“鞏膜成纖維細胞胞外基質的代謝、細胞因子的表達及自身生物力學性質等決定鞏膜的生物學和生物力學性質。在近視的發生及治療過程中，伴隨有鞏膜及鞏膜成纖維細胞的力學——生物學特性的變化”[9]。這些理論都為鞏膜重塑的生物力學機制提供了充分的理論依據。

筆者認為，軸性近視的形成是建立在屈光性近視的基礎之上，當晶狀體的不能正常調節已經不足以適應長期的近距離作業的刺激時，眼球就會發生新的變化，及鞏膜的異化，從而導致眼球的形變，這種形變與眼外肌有密切的關系。由于長期的近距離作業，眼外肌的分作用力會破壞眼內壓平衡，最終促進眼軸變長，形成軸性近視。

3.結論

3.1作為現代文明的產物，近視眼的發生已呈現愈演愈烈的趨勢。對于近視形成機制，近30年來在形覺剝奪性近視、遺傳基因定位及近視眼生物化學物質改變等方面有較深入的研究，生物力學方面的研究相對較淺。

3.2屈光性近視的力學研究集中于睫狀肌、懸韌帶以及晶狀體的力學參數變化，根據參數變化嘗試建立參數模型，從而糾正屈光性調節的理論機制。

3.3軸性近視的力學研究集中于力學的作用點—鞏膜。通過對鞏膜形變以及異化的研究，人們期望找到矯正軸性近視的突破口。

3.4從力的作用來源視角出發，眼外肌的研究必不可少，但是往往難以著手。眼外肌可以控制眼球的運動，外在的間接研究或許可以為我們研究其力學機制提供一個新的思路。（作者單位：云南師范大學體育學院）

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運動生物力學的作用范文第4篇

【關鍵詞】 力學原理；墊球；分析；訓練

1前言

20世紀末排球競賽規則進行了重大修改，特別是每球得分制的實施，比賽時間相對縮短，比賽節奏明顯加快，在高度緊張和激烈的對抗之中，運動員無論是身體還是精神從始至終處于高度的緊張狀態，對運動員的技術、戰術提出了更高的要求。排球比賽是運動員運動技術、戰術、體能、心理等全方面的較量，運動員能夠成功的發揮自己的實際水平，在比賽中有效的組織進攻，主要在于一傳能夠很好的處理每一個球，才能夠避免失分，并且有效的組織起進攻，而且還能夠激勵隊員的士氣。在排球比賽中，墊球是主要用于接發球、接扣球、接攔回球以及防守和處理各種困難球的技術，是組織反攻的基礎，爭取少失分都具有重要意義。而且在扣球中，接扣球還能由被動為主動，穩定情緒，鼓舞士氣，促進排球攻防平衡的重要手段。是每一個排球運動員必須熟練掌握的一項排球基本功。墊球過程中，應當遵循一定的生物力學原理，因為力的作用是相互的，作用力與反作用力必定成對出現，在墊球過程中如果不遵循力學規律，勢必會導致將球墊飛或者下網的現象出現，影響自己的士氣，甚至直接影響比賽成績。本文采取了搜集資料和對照實驗的方法僅對排球中墊球的基本技術發表自己的一點看法，文章僅供參考。

研究目的：闡述生物力學原理在排球墊球動作中占有很重要的地位，使運動員重視理論與實踐相結合，以提高運動成績。

研究方法：對比實驗法 資料分析法

2 在比賽中上臂墊球基本姿勢的生物力學分析

2.1比賽中墊大力量球的生物力學分析

在墊球的過程中，首先要做好基本的墊球準備動作，處理各種情況下的來球。根據力學作用力與反作用力的性質：兩個物體之間的作用總是相互的，一個物體對另一個物體有力的作用,后一個物體一定同時對前一個物體有力的作用.物體間相互作用的這一對力,通常叫做作用力與反作用力.我們來球對上臂的力叫做作用力,上臂對球的作用力就叫反作用力.作用力和反作用力互為因果關系，沒有先后，沒有主次。說明來球的力有多大，它受到的反作用力也就有多大，對于力量大的球，只是單單的正面迎擊，很容易墊飛出界或者下網，我們應當對來球進行力量、速度以及方向的分析，對大力量來球要適當的對其做一下緩沖，在技術動作上稱之為卸力。下面對我校普通學習過排球的8名同學作如下實驗：試驗組經過處理卸力墊擊大力量的球；對照組直接墊擊大力量的球，每人墊擊80次，得到的結果如（圖A-1，2）所示：

對來球直接墊擊的80個球：

對來球卸力處理的80個球

試驗證明，對卸力處理的80個球的成功率明顯的比對直接墊擊的80個球的成功率大大的提高了。其原理可以表示為：作用力等于反作用力，但是經過處理后反作用力等于作用力減去緩沖力（緩沖力為正值）。這說明：無論在比賽過程中，還是在訓練過程中，其技術動作都能夠遵循某一力學規律，巧妙的運用力學原理處理技術上的問題，本身就是一個提高，將力學原理運用到實踐中，就是技術的提高，而所謂的“球感”也可以說是運動員本人能夠下意識的利用力學原理來處理實踐中的問題了，這樣就能更有效的控制球，將球墊到理想的位置，為進攻奠定良好的基礎，也就是掌握了墊球的生物力學原理。

下面對排球墊球的技術動作進行生物力學分析：“在墊重球過程中，由于來球速度快，力量大，觸球后球體的自身的反彈力也大。因此不但不能直接迎擊來球，還應采取含胸收腹的動作，幫助手臂隨球后撤并適當放松肌肉，以緩沖來球力量。同時，用手臂和手腕動作來控制墊球的方向和角度。擊球的手型和部位，應根據來球的情況而作變動，當擊球點稍高并靠近身體時，仍可用前臂墊球；當擊球點底而距身體較遠時，就要用曲肘翹腕的動作把球墊在手腕上部。” 墊球過程中的“含胸”、“收腹”、“手臂隨球后撤”、等動作都是卸力動作，其目的和作用主要是用來緩沖大力來球的沖力，將球有效的控制住、組織進攻，能夠有效的組織防守，是排球防守墊球的重要手段。

2.2比賽中墊中等力量球的生物力學分析

墊擊中等力量球“準備姿勢、擊球點和手型與墊重球的手型基本相同，由于來球的力量稍微減弱，相對球速減慢，手臂迎擊球的動作的速度要慢，手臂要放松，主要靠來球本身的反彈力將球墊起，擊球時要蹬地、跟腰、提肩壓腕、向前抬臂的動作擊球的后下部。”通過對技術動作的分析我們可以得到以下結論：同墊擊重球的動作以及擊球方式來講，墊擊重球的“含胸”、“收腹”、“手臂隨球后撤”卸力動作基本沒有了，相反加上了“蹬地”、“跟腰”、“提肩壓腕”、“向前抬臂”的擊球動作，從力學的角度分析，中等力量的來球作用到手臂上的力相對于重球來講已經減弱，因此墊擊中等力量球時不用“卸力”動作基本上就能夠墊到位了，甚至有時隨著來球力量減弱反而要給來球一定的力量，以便將球順利墊擊到二傳手中。其技術用力學表示：墊擊球的力等于球的反作用力加上上臂對球的力，技術動作要領中的蹬地、跟腰、提肩壓腕、向前抬臂都是給球力量的動作。這也充分證明了墊擊球要根據來球力量的性質決定。力量稍大，給球的力量則應當相應減小；來球力量較小，給球的力量應當適當增大。

2.3比賽中墊擊輕球的生物力學分析

墊擊輕球的動作要領“當球飛到腹前約一臂距離時，兩臂夾緊前伸，插入球下，同時配合蹬地、跟腰、提肩、頂肘、壓腕、抬臂等全身協調動作迎向來球，身體重心隨著擊球動作向前上方移動。”同以上兩種墊球方式比較，墊擊輕球時“蹬地、跟腰、提肩、頂肘、壓腕、抬臂”以及“身體重心隨著擊球動作向前上方移動”都是用力性質的動作，根據生物力學作用力與反作用力的性質分析：由于輕球的力量很小，速度很慢，如果只是靠其反彈力來擊球，根據作用力等于反作用力很難將球墊高或者墊到相應的位置，因此要主動擊球，給球適當的力量，這樣球的出手力量等于球本身的反作用力加上手臂給球的作用力，就加大了球的出手力量，將球墊擊到相應的位置。

3 比賽中雙臂墊球方向的生物力學分析

在排球比賽中，會出現多種情況，因此在接發球時，除了集中力量加快自己的腳步移動，還要提前判斷自己身邊的情況，對于身體體側的球就應當注意自己墊球的技術了，根據反彈力的性質：當力作用到某一物體上，隨著力作用的角度不同，其反彈的角度也隨之改變。體側墊球的技術就是利用力的反彈性質來完成對球的有效控制的。所謂體側墊球就是在體側用雙手擊球，左墊球時，先以左腳前腳掌內側蹬地，左腳向左跨一步，重心移至左腳，保持兩膝彎曲，同時兩臂向左側伸出，左臂抬高于右臂，右肩微向下傾斜。擊球時，用轉體和收腹的動作，配合提肩抬臂在身體左側稍前的位置接住來球，用兩前臂墊擊球的下部。右側墊球動作相反。墊擊體側的球更要掌握好技術動作，以左側墊球為例，體側墊球時兩臂向左側伸出，左臂抬高于右臂，右肩微向下傾斜。這個技術動作要求運動員的手臂內側要對準二傳隊員，當球作用到手臂時，由于反作用力球會按照一定的路線向固定的方位反彈回去，同時要注意判斷來球的力量大小，利用“卸力”、“主動擊球”等技術動作將球平穩的傳到二傳手中。“轉體”和“收腹”是為了加大自己對球的有效控制，同時增加了對球的力量控制，而身體重心的移動是為了使自己保持身體平衡，同時為了讓自己的腳下靈活，便于移動。

通過對技術動作的分析，充分說明了在墊球過程中，生物力學原理在排球墊球運動中每一個環節都能夠運用得到，能夠熟練的掌握好生物力學原理，將理論與實踐充分的結合起來，在比賽中可能會更好的發揮一傳的作用。

4.結語

本文簡要論述了在各種情況下墊球時運用的生物力學原理，通過對技術動作的分析，充分說明了在墊球過程中，生物力學原理在排球墊球過程中每一個環節都能夠運用得到，能夠熟練的掌握好生物力學原理，將理論與實踐結合起來，在現在激烈的比賽中更好的發揮一傳的作用。從而減少失誤，有效的組織進攻，鼓舞隊員的士氣，激勵每一個球員奮發拼搏，提高獲勝幾率。

參考文獻

運動生物力學的作用范文第5篇

摘要：在籃球的教學中投籃技術占有很大的比重，在中學的籃球教學中碰板球是學生們容易掌握的投籃技術。本文運用運動生物力學來分析投碰板球時的出手角度，出手力量，碰板角度，碰板點等，以提高籃球教學中投碰板籃的命中率，提高籃球教學的質量和激發中學生的學習興趣。

關鍵詞：籃球教學；碰板球；生物力學；分析

投籃是進攻隊員為將球投入籃筐而采用的專門動作方法.它是籃球運動的主要進攻技術,是籃球比賽中得分的唯一手段［1］。一切技戰術運用的目的,都是為了獲得投籃得分機會,投籃技術是組成全隊進攻的中心環節和決定勝利的重要保證。在籃球教學中投籃技術也是保證學生學習積極性的保障，在中學的籃球教學中投籃技術主要有單手肩上投籃、胸前投籃、單手低手肩上投籃、單手高手肩上投籃［2］。在中學生身高、年齡、力量還沒有發育到成熟時期，只有讓學生感受到籃球的樂趣才激發學生的學習積極性和運動興趣。根據中學生的生理和心理條件，對出手角度、出手力量、碰板角度、碰板點的生物力學進行分析，以提高中學生籃球的教學質量和學習積極性。

1.研究方法

1.1理論分析法

運用運動生物力學理論對投碰板球的技術動作進行分析,以取得提高投籃命中率的理論依據。

1.2觀察比較法

觀察各種大小比賽：NBA（主要是馬刺隊的鄧肯）、奧運會、CBA等優秀運動員投碰板籃動作特點的觀察。

1.3文獻資料法

廣泛查閱有關籃球教材科技文獻及網絡資料,對投碰板球技術方法進行比較分析,從而提出科學的、正確的碰板投籃技術。

2.結果與分析

投碰板球的技術是指運動員投籃時身體各部位綜合協調用力的過程。由下肢蹬地發力,然后沿著向籃出手的方向伸展身體,特別是借助脊柱伸展的慣性促使下肢、軀干和上肢連貫、協同配合,將身體各部位肌肉的力量最后積聚于手臂、手腕和手指部位,以伸展手臂、手腕的翻轉與抖屈及手指的彈撥動作將球投出.球在空中飛行時已籃板發生打撞，改變籃球的飛行路線而進球的技術動作［3］。

2.1身體姿勢

運動員投籃前的身體狀態是保持身體平衡,便于投籃協調用力的必需條件.為此正確的身體姿勢要求是腳分前后鈄向站立,投籃手同側腳在前,兩膝彎曲,含胸收腹,身體重心落在兩腳之間,上體稍前傾,雙手持球于胸前,即形成持球基本站立姿勢.投籃時在此基礎上加上持球手法就是投籃前的準備動作［4］。

2．2出手拋物線和角度

投籃時球出手后在空中運行的軌跡稱為投籃拋物線.碰板角是指球進入籃圈前一瞬間的運行軌跡和籃板發生打撞的曲線和在該點的切線與籃圈平面所形成的夾角.拋物線的高低影響著碰板角的大小,碰板角合適與否是球能否進入籃筐的關鍵［5］。由于投籃時球出手點低于籃圈水平面,所以,必須依靠適宜的拋物線獲得合理的碰板角度,而拋物線的高低是由投籃時出手角度和出手力量決定的.適宜的拋物線不僅能夠取得合理的碰板角度,也反映了正確的出手力量與角度及其控制球的飛行方向和落點［6］。

2．2．1投不旋轉碰板球

不旋轉球碰板后基本上以相同的角度反彈回來,入籃角和反射角大致相等.正面碰板和側面碰板的情況又有所不同.投正面碰板球時,碰板點的高低,取決于投籃的力量和飛行弧線.球的飛行弧度越大,入籃角和反射角也越大,碰板點(在30cm的位置)就應當相應地也升高一些［7］.如果碰板點很高,又以較小的入籃角碰板時,球將在籃板反彈以后超越籃筐上方而飛過.投側面碰板球時,碰板后也是以相同的角度回彈出去。球碰籃板后受到籃板的反彈力F作用,獲得較小的入籃角。

2．2．2投旋轉碰板球

投出的旋轉碰板球比不旋轉的碰板球飛行的弧度要高一些。如投正面碰板球是打籃板的垂直面。由于球是向后旋轉,碰板時球的旋轉力是向上作用于籃板,而籃板的切向反作用力則向下作用于球。這樣球在向下的籃板切向反作用力的作用下,第一,會使球的旋轉速度減慢;第二,這個向下的籃板切向反作用力使球增加了一個向下的速度v′,于是反射角速度不再是v而是v和v′的合成速度v合。因此說,投向后旋轉的碰板球時,不是沿著速度v的方向反彈回來,而是在籃板摩擦反作用力的作用下,向合速度v合的方向彈回。除受到籃板的反彈力F作用外,同時受到因旋轉而產生的籃板的反作用力f的作用,二者的合力方向指向籃圈,使球得到較大的入籃角度,容易中籃。

2．3碰板點

碰板點是運動員投籃時眼睛注視籃板的某一點.它能使隊員在一瞬間目測出籃圈的精確方位和距離,從而判斷投籃出手的用力大小,速度快慢,弧線和落點,使球準確入籃。碰板投籃的瞄準點是將球投向籃板并能使球入籃的一點.碰板投籃適用于投籃隊員與籃板平面呈15°-45°角的位置,以30°角左右效果最好。碰板投籃時,可根據投籃距離、角度的不同,投籃瞄準點也應隨之有所變化。通常投籃的碰板角度小、距離遠,則碰板點離籃圈的距離高而遠;如果碰板角度大、距離近,則瞄準點離籃圈就應低而近。

2.4動作原理 碰撞定律

碰撞定律是動量定理的特例,但應用時需考慮不同材料的恢復系數問題。在運用碰板球技術投球時,從籃板與球接觸時起,球先發生形變,當球在達到極限形變量時開始恢復。球在恢復過程中受到球自身彈形變力(彈性勢能的重新釋放),當球完全恢復原形時,球即離籃板而去,籃板失去對球的作用力。可見,球的形變和復形起到了延長籃板對球的作用時間。

3.結論

(1)投碰板球技術含有人體運動的多種規律,其中,運動生物力學內容起著決定作用.教師和學生此應引起高度重視,在籃球教學訓練中,要充分利用投碰板球技術的力學因素,共同攜手積極探索和運用提高投籃命中率的科學規律。

(2)投籃動作是由多個技術環節構成的,各環節之間是相輔相承的整體。掌握投碰板球技術要重視各環節技術的功能作用與協調運作關系,并注意發揮各環節技術的綜合效應。為學生奠定良好的籃球基礎，以提高學生的運動興趣，樹立終身體育的理念打下基礎。

(3)中學籃球運動教學訓練應以投籃技術為中心,低段學習時應多進行碰板球投籃練習，以提高學生的自信心，以帶動其它技術的全面發展。教師要嚴格要求學生進行刻苦訓練,要與傳球、運球、突破和假動作等技術結合起來進行投籃訓練,這有利于培養學生隨機善變意識。加強隊員的心理與作風訓練,也有助于提高學生在比賽中的準確投籃能力。教師充分利用碰板球投籃技術的力學因素，積極探索和運用碰板球投籃命中率的科學規律，要重視各環節技術的功能作用與協調運作關系。（云南師范大學體育學院;云南;昆明；650500）

參考文獻

［1］ 高鶚等.現代籃球［M］.北京:人民體育出版社,1995：218-240

［2］ 葉國雄.陳樹華.籃球運動研究必讀［M］.北京:人民體育出版社,1999.

［3］ 李勇.劉健.從力學角度分析球的后旋在中遠距離投籃中的作用［J］,遼寧體育科技,2001,(4):20

［4］ 張樹安.單手肩上投籃技術動作的解剖學分析［J］.遼寧師范大學學報（自然科學版）,2001年12月,第24卷第4期