蹲踞式起跑動(dòng)作的生物力學(xué)分析資料

1、第12卷第3期2008年7月體育科學(xué)研究SpotsScienceResearchVo112，No3Ju1，2008蹲踞式起跑動(dòng)作的生物力學(xué)分析徐茂典(集美大學(xué)體育學(xué)院，福建廈門361021)摘要：為了探討符合人體生物力學(xué)特征的最佳起跑姿勢(shì)，通過(guò)查閱大量的文獻(xiàn)資料，對(duì)世界優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員的蹲踞式起跑姿勢(shì)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)比較分析。結(jié)果表明：普通式起跑姿勢(shì)要優(yōu)于接近式和拉長(zhǎng)式；起跑器的最佳角度根據(jù)個(gè)人的身體差異而有所不同，起跑器角度與身高、體重

2、以及蹬力成正相關(guān)；起跑時(shí)手臂不應(yīng)承受重心的壓力；前后膝關(guān)節(jié)在蹬離起跑器時(shí)作用各不一樣，重點(diǎn)在于控制膝關(guān)節(jié)的角度。關(guān)鍵詞：蹲踞式起跑；普通式；生物力學(xué)；手臂；膝關(guān)節(jié)中圖分類號(hào)：G8046；G822文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007—7413(2008)03—0063—03BiomechanicalAnalysisofCrouchStartingPositionXUMno—dian(CoHegeofPhysicalEducation，Jime

3、iUniversity，Xiamen361021，China)Abstract：Thepaperaimstoexplorethebestpositionofcrouchstartaccordingtobiomechanicalcharacteristicsbydocumentaryanalysisandcom—parativeanalysisofworldtopsprintem’bodypositionsTheresultsshowth

4、atthemediumstarthasbeenprovensuperioroverbeththebunchande—longatedstartingpositionsintermsofV~UeSofthesprintemin“set”positionKeywords：crouchsta／t；mediumstan；biomechanics；aml；kneejoint古往今來(lái)，起跑的形式、方法五花八門，千姿百態(tài)。蹲踞式起跑是近幾年最重要的一

5、種起跑姿勢(shì)，是影響快速跑成績(jī)的一項(xiàng)主要技術(shù)要素，是快速跑技術(shù)教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)之一。蹲踞式起跑技術(shù)是短跑完整技術(shù)的起始技術(shù)，它影響著后續(xù)技術(shù)的發(fā)揮以及在比賽時(shí)的心理狀態(tài)。在蹲踞式起跑技術(shù)教學(xué)與訓(xùn)練中，經(jīng)常出現(xiàn)的“兩腳掌壓不緊起跑器抵趾板”、“起動(dòng)時(shí)上體抬起過(guò)早”等現(xiàn)象，都與臀部抬起、肩前移動(dòng)作有直接關(guān)系。就“蹲踞式”起跑技術(shù)的目的和任務(wù)而言，是指應(yīng)用符合人體重心移動(dòng)規(guī)律，采用某種身體姿勢(shì)，使人體擺脫靜止?fàn)顟B(tài)獲得最大動(dòng)能的行為方式。但是自從

6、蹲踞式起跑誕生以來(lái)，人們?nèi)栽谔剿髟趺礃右宰钕冗M(jìn)的方法快速起跑，因此就出現(xiàn)了蹲踞式起跑中根據(jù)雙腳之間距離以及與起跑線之間的距離而劃分的普通式起跑姿勢(shì)、接近式起跑姿勢(shì)以及拉長(zhǎng)式起跑姿勢(shì)。自從蹲踞式起跑誕生以來(lái)，人們?nèi)栽谔剿髟鯓右宰钕冗M(jìn)的方法快速起跑。在短跑運(yùn)動(dòng)中，雖然起跑因素只占其中的10％一15％，但起跑的作用和它對(duì)途中跑各部分所產(chǎn)生的潛在力量是不容忽視的。通過(guò)合理的起跑姿勢(shì)來(lái)獲得最大初速度，對(duì)短跑運(yùn)動(dòng)成績(jī)有著重要的影響。本文通過(guò)對(duì)幾位世

7、界優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員的起跑姿勢(shì)、起跑器與起跑線的距離、起跑器的角度以及手臂和膝關(guān)節(jié)角度等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，綜合說(shuō)明了當(dāng)前最先進(jìn)的起跑姿勢(shì)，為田徑起跑動(dòng)作的教學(xué)和訓(xùn)練提供運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)方面的有益參考。1對(duì)象與方法11研究對(duì)象以世界優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員的起跑姿勢(shì)為研究對(duì)象。12研究方法采用文獻(xiàn)資料法、分析比較法、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法。2分析和討論21起跑器的位置圖1為在東京舉行的世界田徑錦標(biāo)賽上男子100m決賽的劉易斯、巴雷爾、井上悟和山下微也4名運(yùn)動(dòng)員的起跑前前腳

8、和后腳到起跑線的距離。由圖1可以看出劉易斯和巴雷爾前后腳之間的距離為n456m和Q46m，均采用普通式起跑姿勢(shì)；而Et本的兩位選手井上悟和山下微也前后腳之間的距離分別為025m和0294m，均采用了接近式起跑姿勢(shì)。劉易斯和巴雷爾前腳離起跑線比Et本運(yùn)動(dòng)員要近(按身高比例)，前后腳之間的距離與前腳到起跑線的距離幾乎是相等的；而Et本2名運(yùn)動(dòng)員所采用的姿勢(shì)是前后腳離的近，兩腳離起跑線的距離相對(duì)較遠(yuǎn)。收稿日期：2007一l123作者簡(jiǎn)介：徐茂

9、典(1954一)，男，福建晉江人，副教授。研究方向：體育教育訓(xùn)練學(xué)?！?1r_baC劉易斯0456m0477維普資訊第3期徐茂典：蹲踞式起跑動(dòng)作的生物力學(xué)分析65在這一定程度上影響了水平速度的增大。Hadand和Steele認(rèn)為運(yùn)動(dòng)員在預(yù)備階段手臂應(yīng)稍微有點(diǎn)弧形，五指指尖輕輕地接觸地面，不能讓手臂承受過(guò)重的身體，以便在起跑時(shí)能迅速的回收擺臂。運(yùn)動(dòng)員聽(tīng)到槍聲收到信號(hào)后手臂順勢(shì)屈起不僅減少了一個(gè)“推離地面”的動(dòng)作，縮短了時(shí)間，而且可以順暢地

10、進(jìn)人擺臂階段，雖然在這過(guò)程會(huì)產(chǎn)生身體暫時(shí)的失衡，但是這突然地屈肘恰好可以引起反射性地加強(qiáng)腿部動(dòng)作，從而加強(qiáng)起跑效果。而減少重心在手臂上的壓力可以通過(guò)調(diào)節(jié)肩部和手臂的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)。Schot和knutzen認(rèn)為肩部和手臂的最佳角度為近似90。，Harland和Steele認(rèn)為最佳角度為80。。圖4是Ka—ten和Helmick|6所描述的短跑運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)的最佳姿勢(shì)示意圖。而本文作者認(rèn)為不能單純的為追求角度而控制起跑姿勢(shì)，應(yīng)根據(jù)個(gè)人的身高、體

11、重選擇不同的角度，一般來(lái)講80?！?0。左右為適合的角度。圖4最佳起跑姿勢(shì)圖眾所周知，在蹲踞式起跑時(shí)，保證膝關(guān)節(jié)良好的發(fā)力夾角是提高人體快速后蹬力量的一個(gè)重要方面，因此，只有合適的膝關(guān)節(jié)夾角才能把起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的后蹬力量充分作用到加速跑當(dāng)中。Harland和Steele對(duì)世界優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)大部分運(yùn)動(dòng)員前膝關(guān)節(jié)角度為90。，后膝關(guān)節(jié)角度為118。～136。，當(dāng)然這范圍內(nèi)的角度是否是最佳角度目前還沒(méi)有得到證實(shí)。從運(yùn)動(dòng)力學(xué)上來(lái)分析

12、，身體起動(dòng)時(shí)力量首先是從后腿發(fā)出的，后腿短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的蹬伸力量越大，身體獲得向前的動(dòng)量也就越大，這時(shí)后腿才能在強(qiáng)大的后蹬反作用力作用下加速前擺，有力地帶動(dòng)前腿快速蹬伸。但是后腿加速前擺會(huì)牽動(dòng)前腿一側(cè)髖關(guān)節(jié)旋內(nèi)肌群(臀中肌、臀小肌，闊筋膜張肌)強(qiáng)烈收縮，導(dǎo)致骨盆產(chǎn)生繞縱軸向支撐腿一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。髖和膝又是兩個(gè)相鄰的關(guān)節(jié)，如果骨盆向支撐腿一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，必然要帶動(dòng)同側(cè)腿膝關(guān)節(jié)的外展。此時(shí)，前腿膝關(guān)節(jié)外展若得不到有效的控制，將會(huì)使骨盆加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)前腿蹬伸

13、時(shí)就產(chǎn)生了過(guò)度送髖的動(dòng)作，導(dǎo)致起跑第一步距離過(guò)大。因此，綜合來(lái)講，前膝關(guān)節(jié)角度在于控制髖關(guān)節(jié)帶動(dòng)膝關(guān)節(jié)外展引起起跑步幅的增大，而后膝關(guān)節(jié)角度在于加大蹬伸力量，加大水平加速度，提高起跑速度。3結(jié)論(1)普通式起跑更能充分調(diào)動(dòng)小腿肌肉伸肌反射，比接近式和拉長(zhǎng)式更能加快水平初速度，但也應(yīng)該考慮到個(gè)人的身高問(wèn)題。(2)由于運(yùn)動(dòng)員的身高和體重存在著差異性，所以起跑器的最佳角度也應(yīng)根據(jù)個(gè)人情況有所不同，從力學(xué)原理上看，身高越高，體重越重，蹬力越大，

14、起跑器的傾斜角也應(yīng)越大；反之，則越小。(3)起跑時(shí)重心不要壓在手臂上，以利于起跑時(shí)手臂迅速屈臂擺動(dòng)。(4)前后膝關(guān)節(jié)的作用有所不同，后膝關(guān)節(jié)側(cè)重蹬腿力量，而前膝關(guān)節(jié)側(cè)重于控制髖關(guān)節(jié)帶動(dòng)前膝關(guān)節(jié)外展而導(dǎo)致步幅加大。參考文獻(xiàn)[1】DOHERTY，KTrackandFieMOmnibookLosAltos，CA：TafnewsPress[J]sportsMedicine，2004，12(5)：32[2]HARLAND，M，Steele，JBi

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