体能训练—人体运动基本原理二)

在需要克服较大阻力,或是需要表现出较大速度的情况下,运动练习中各关节的肌肉虽然同时用力,但其中大关节总是首先产生活动,并依据关节的大小表现出一定的先后顺序,这种由关节大小表现出来的用力顺序,就是所谓的关节活动顺序性原理。在运动实践中,根据专项特点来决定关节活动顺序是相当重要的,不仅可以避免不必要的伤害,还能够使机能发挥最大效益,如起跳时下肢各关节活动的顺序是髋关节、膝关节、踝关节。

大关节为何首先产生活动?是大关节的肌肉生理横断面积较大,所能产生的肌力也越大的缘故,人体在运动过程中先克服了阻力,使关节首先产生活动。

小关节活动的重要性:(1)结束动作由小关节完成,结束动作完成得好坏,直接影响到整个动作的质量;(2)小关节是完成动作的支撑点,要求稳固;(3)影响动作完成的时间,加强小关节的力量,可使关节提前进入活动,提高动作的速度,从而缩短完成动作的时间;(4)可以精确的控制方向,小关节动作精细,调节控制的能力较强。

(三)鞭打动作原理

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。鞭打动作的力学原理,也就是我们常说的角动量传递原理。通过能量的传递,从而让末端获得较大的动能。人体四肢结构类似于鞭子,其近端环节质量大,末端环节质量小。因此在做鞭打动作时,鞭根(近端环节)先加速挥动,获得角动量,然后制动,在制动过程中,角动量向鞭梢(末端环节)传递。由于鞭梢质量小,因此获得较大的运动速度。

上肢鞭打:标枪、网球排球的击发球

下肢鞭打:用力踢球等

(四)缓冲与蹬伸动作原理

(五)摆动动作的作用

做摆动动作时,摆动环节的质量向上移动导致人体重心的相对位置提高,其升高的幅度相当大,约占起跳后人体重心腾起高度的25%左右。摆动动作的主要作用是可增大地面对人的作用力、增加起跳力、改变人体重心位置的相对高度和改变人体运动的周期。

蹬摆动作非常需要力学原理的合理配合,例如,着地后的缓冲动作使支撑腿的髋关节、踝关节处于屈曲状态,当摆动环节加速上摆时,产生的动态作用力向下,作用在支撑腿上,增大了支撑腿的负荷,使支撑腿蹬伸肌群的被动收缩程度增大,从而增大了支撑腿弹性能的储备。支撑腿在蹬伸时克服负荷增大,提高了蹬伸时肌群的力量。当摆动环节制动时,产生的动态反应作用力向上,作用在支撑腿上,较少了支撑腿的负荷,提高了蹬伸肌群的收缩程度。

(六)相向运动原理

相向运动原理产生的原因,可以从解剖学结构特点及力学原理的角动量守恒定律等两方面来进行解释。

在解剖学方面,人体肌肉起止点至少跨过一个关节,作用在两个环节上,肌肉收缩时将牵动两个环节向相反方向运动。当肌肉收缩时,必然以等值反向的肌力作用于起止点的骨骼上,使人体两个环节同时能够产生加速度移动(转动),表现出相向运动的形式。

在力学方面,人体处于腾空状态时,由于不会受到外力矩的作用影响,遵循动量矩守恒定律。当身体的一部分向一方转动时所产生角动量,必然会使身体的另一部分向相反方向转动。

在体能训练中,常利用相向运动的规律来完成一些特殊的技术动作。最典型的例子就是跨越障碍的动作,在越过障碍向前移动跨腿的同时对人体产生角动量,由于手臂的质量即转动惯量比腿小,为增大转动惯量必须利用伸直同侧臂的方式做反向大幅度摆臂,从而对人体纵轴产生相反方向的角动量,使过障碍动作能够执行得更加协调与顺畅,让人体一直处于平稳状态下运动。

可以思考一下:根据人体基本运动原理对照自己的专项,找出与之相符合的技术动作特点。

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