跨栏步摆动腿动作的生物力学分析王卫民摘要跨栏步是跨栏跑的关键技术，在跨栏步中，其摆动腿动作正确与否将直接影响跨栏步动作质量。本文依据跨栏步中摆动腿动作应遵循的生物力学原理，借鉴世界优秀跨栏运动员的摆动腿技术动作加以分析研究。在此基础上，对摆动腿技术动作进行了描述和概括，提出了摆动腿在整个跨栏步中合理性、经济性、实效性的动作规格。关键词跨栏步摆动腿生物力学１前言跨栏步技术既表现了跨栏跑的项目特点，又是决定跨栏跑技术和成绩优劣的关键环节。多年来，人们在实践中逐步认识跨栏步的运动规律，获取了一定的经验，也发现了运动员在完成跨栏步中摆动腿技术动作存在一些问题。如整个跨栏步中摆动腿运动路线；膝关节折叠及打开时机；下栏着地支撑等问题，即在跨栏步中摆动腿技术不能体现合理性、经济性、实效性。本文试图针对上述问题，依据生物力学原理，借鉴世界优秀跨栏选手有关资料及本人多年教学与训练研究，就跨栏步中摆动腿技术力学机制及正确技术予以阐述。２分析与讨论良好的跨栏步技术应体现出起跨速度快，起跨时重心高，起跨角度适宜，人体重心空中运动轨迹“平直”且接近栏顶，空中滞留时间短，下栏快速、支撑平稳、水平速度损失小，能顺利转入栏间跑，摆动腿参与了跨栏步动作全过程。因此，其技术必须符合上述跨栏步技术规格的要求。２．１起跨腿着地阶段摆动腿技术摆动腿蹬离地面后即应充分折叠并快速前摆，使摆动腿重心尽快靠近身体重心垂线，以减小因未折叠（或折叠不充分）将产生的较大重力矩，尽早结束起跨腿着地时的前蹬效应，而迅速转入缓冲阶段。同时摆动腿在这个阶段充分折叠前摆，相对于髋关节额状轴，大大缩短了摆动腿的转动半径，依据Ｉ＝∑△MR２（Ｉ：转动惯量，ｍ：摆动腿质量，ｒ摆动腿转动半径），转动半径ｒ小，折叠的摆动腿转动惯量大大减小，前摆角速度加快，产生较大的角动量，从而，增大了起跨腿起跨时对地面的蹬伸力量而获得较大的支撑反作用力，增大了起跨初速度。在起跨腿缓冲阶段的前段，摆动腿应快速积极前摆，而不应强调向上摆。前摆的效果，一方面使身体重心迅速前移，同时又牵引起跨腿向前移动（相对于起跨点）。特别有意义的是，使处在缓冲阶段的起跨腿膝关节在缓冲中同步快速前移，使起跨腿小腿在缓冲阶段就获得与地面构成的较小夹角（小腿角）。这样做的结果，能为起跨腿起跨蹬伸时取得较小的起跨角，进而获得起跨后人体重心在空中的“平直”运动轨迹。另一方面，依据ＶOX＝Ｖo．COSa（Ｖ。COSa：起跑初速度，ＯＸ：起跨获得的水平速度，ａ：起跨角）在Ｖ。较大，ａ小时就能获得更大的起跨水平速度（世界优秀跨栏选手起跨腿最大缓冲时小腿角及摆动腿折叠膝角见后表）。２．２起跨腿蹬伸至起跨离地瞬间摆动腿技术在此阶段，摆动腿仍应始终折叠膝关节继续加速向前上方摆动。其意义：１．保持并继续增大摆动腿向前上方摆动的角速度，增大髋关节打开的夹角，使身体重心大幅度前移，缩短身体腾空后飞行距离。同时又使起跨时保持身体高重心位置，减小了身体重心的起伏波动差。２．如果摆动腿直腿摆动攻栏，不仅摆动速度慢（摆动腿摆动力矩增大），而且还将形成一个使身体向上向后的转动力矩，亦即造成“跳栏”。摆动腿折屈摆动有利于上体前倾攻栏；有利于攻栏时保持较小起跨角；有利于取得腾空后身体重心较“平直”的运动轨迹。３．摆动腿折屈摆动，伸膝肌群被拉长，为起跨腾空后快速有力完成伸膝动作创造了有利条件，可快速及大角度打开膝关节。起跨腿蹬伸起跨阶段，摆动腿折屈摆动的高度应有所控制，并非摆得越高越好。摆动腿大腿前上摆终止位置的高度，应以运动员重心高度，起跨时获得的垂直速度与过栏时运动员重心至栏顶的距离经济合理来确定。其计算方程为：Ｖ；＝２ｇ（Ｈ１—Ｈ２）（Ｖy：起跑垂直速度，Ｈ１运动员在栏上时身体重心高度）。身材高或起跨垂直速度大者，其摆动腿大腿摆动终止位置应低一些，反之，身材矮或起跨垂直速度小者，其摆动腿大腿终止位置应高一些。这是一个不容忽视的问题，因摆动腿的摆动高度与起跨角度和起跨水平速度相关系数很大，直接影响腾空飞行轨迹、空中飞行时间和过栏着地技...
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