第五章 运动生物力学应用2

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1、第四节缓冲动作的生物力学原理（赵焕彬、王海涛）一、动作形式延长力的作用时间以减小冲力作用，在运动技术中叫缓冲作用。以延长力的作用时间减小冲力作用为目的动作称为缓冲动作。例如，接高速来球，当手接球后屈肘回收，可延长手和球的作用时间，减小球对手的冲力作用，在篮球技术中要领称“迎、引、握”。又如各种落地的缓冲动作，一般要求前脚掌先着地，并迅速过度到全脚掌，同时拌有屈膝、屈髋和伸踝动作，以延长脚与地面相互作用的时间，进而减小冲力可能对人体造成的的伤害。上述动作是靠人体本身的动作来达到缓冲目的的，另外，还可以利用器械设备达到缓冲的目的。如撑竿跳高和跳高用的海绵垫、跳远的沙坑等

2、，都是为了延长着地时力的作用时间以减小冲力。拳击运动员带的手套，可减缓击打时的冲击力值。从缓冲动作的目的分析，有些缓冲动作是作为动作的结束部分，掌握人体平衡是其主要任务，如体操、武术、技巧、舞蹈等结束部分的动作。另外，有相当一部分缓冲动作是为后续动作作准备，如跑及各种跃的缓冲动作只是整个支撑动作中的一步分。支撑腿落地一直到瞪离地面瞬间，一般经历3个阶段即落地、缓冲及蹬伸阶段。缓冲动作是落地的必然又为蹬伸做好准备，使下收各关节处于适宜的发力状态。短跑中蹬伸是产生水平加速度的重要要阶段，缓冲动作就要从这个前提出发而与之相适应，包括缓冲开始的落地方式，最大缓冲角以及在最大

3、缓冲时人体重心与支撑点的互相联系。缓冲动作是体育技术动作的重要组成部分，很多项目中缓冲动作是不可或缺的。有些缓冲动作的作为技术动作的结果部分，但相当一部分缓冲动作是后继动作的准备。图1落地缓冲动作(一)作为结果部分的缓冲动作这类缓冲动作作为体育动作的结果部分，掌握人体平衡是其主要任务。例如体操各种下法、跳高跳远的落地动作等，如图1。落地缓冲动作分为三种类型，即链型缓冲、弹性缓冲、刚性缓冲。链型缓冲：是指落地阶段前期和中期膝、踝、髋关节彻底放松屈曲，不产生内力，而在后期(各关节屈至极限)承受冲击，肌肉进行向心收缩，肌肉受力小于肌肉收缩力。冲击力随时间变化曲线如图2a所

4、示。跳远的落地动作中链型缓冲的缓冲力发生在缓冲阶段后期，水平速度损失大，前冲力小，易出现后坐现象。弹性缓冲：是指落地阶段全过程髋、膝、踝关节肌肉保持一定的紧张程度，有一定内力。肌肉进行离心收缩，肌肉受力大于肌肉收缩力其屈曲过程象一根弹簧受冲击压缩过程。冲击力曲线如图2b所示。弹性缓冲的缓冲力发生在缓冲阶段全过程，前冲力和后坐力适中。刚性缓冲：是指落地阶段前期各有关关节没有弯曲，肌肉最大限度压缩，人体如同刚体,肌肉进行等长收缩,肌肉受力等于肌肉收缩力。这种情况下，冲击发生在落地阶段前期，冲击力曲线如图2c所示。刚性缓冲冲击力发生在缓冲阶段前期，垂直速度损失大，前冲力大

5、，后坐力小，易出现前冲。冲击类型与落地前准备姿式有关，根据准备姿式选择缓冲类型既有利于提高成绩，又有利于防止落地受伤。a)链型缓冲　b)弹性缓冲　c)刚性缓冲图2三种缓冲类型冲力曲线（二）作为中间环节的缓冲动作这类缓冲动作作为体育动作的中间环节，是后继动作的准备，如跑及各种跳跃的缓冲动作只是整个支撑动作中的一部分。支撑腿落地一直到离地瞬间，一般经历3个阶段，即落地、缓冲及蹬伸阶段。缓冲动作是落地的必然又为蹬伸做好准备，使下肢各关节处于适宜的发力状态。例如短跑，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，包括缓冲开始的落地方式，最大缓

6、冲角以及在最大缓冲时人体重心与支撑点的互相联系。当重心投影点处于支撑点垂直时，膝关节及踝关节尚未达到最大缓冲，随后膝关节踝关节角度减少至最大缓冲阶段这就为蹬伸取得取得较小的后蹬角及肌肉发力有利获得最大的水平速度打下基础。在跳高起跳时，缓冲是为了蹬伸取得最大垂直速度及适宜的水平速度做准备的，屈膝角变化大（179-140，而短跑由153-135）。膝关节在人体重心与支撑点处在同一垂直面时就达到最大缓冲，随之肌肉爆发式用力，这就为获得最大垂直速度创造了条件。缓冲动作是支撑腿落地及蹬伸动作的中间环节，不同的落地角度及缓冲程度与蹬伸角决定着运动员的起跳时间与施力方向，从这个角

7、度看，缓冲动作的好坏直接影响到完成动作的质量，如跳远，在同样助跑速度下，起跳脚前伸着地（与地面夹角小），跳脚缓冲小会导致制动力增大和作用力时间延长，使起跳时上体过分后仰，过早开始蹬伸使起跳后藤起角大，腾空过高，水平速度损失过大。相反，当起跳脚着地较近（与地面夹角大），缓冲过度时会导致蹬伸晚，较少了力的有效作用，会因腾空高度不够而大大缩短空中飞行距离，影响实际效果。二、力学原理人体的缓冲动作是为了减小冲击力对人体的损伤并保证动作的顺序完成，在人体外力的作用下，使伸展的各关节肌肉作离心收缩完成退让工作的动作形式。人体或环节的动量变化一定，关节肌肉作离心收缩延长力的作