排球扣球动作的生物力学分析

排球扣球动作的生物力学 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 38 o, 38 No, 22 Vl第 卷 第 期曲 阜 师 范 大 学 学 2012 4 Apr, 2012年 月 报 Journal of Qufu Normal University * 排 球扣球动 作的 生 物力学分 析 , , , , 刘 京徐亚龙周佳彤刘强德孙晋 海 ( ,273165,)曲阜师范大学体育科学学院山东省曲阜市 : ,,摘要运用生物力学原理对排球训练过程中扣球过程中部分关节常见的技术问题进行理论分析和探 , ,,、、、, 讨结果表明扣球动作的用力顺序应为以腰腹发力带动肩肘小臂手腕依次做链状挥甩明确这些技术问 ,题对于今后的排球教学与训练具有重要的指导意义 : ; ; ; 关键词排球扣球关节生物力学分析 : : : 中图分类号G842 文献标识码A 文章编号1001-5337( 2012) 02-0116-03 ,3-5, ,扣球技术在现代排球比赛中占有极为重要的地扣球引臂 动作的技术特点和有关资料表明,,,、,( 位它是进攻中最积极最有效的武器是得分得发 时肘的 理 想 位 置 应 高 于 肩最 低 与 肩 平 屈 臂 扣 , 、) ,; 球权的主要手段扣球技术是排球技术中最复杂最 球这样可以直接后引挥臂击球假如肘的位置低 ,,,,不易掌握的技术它不仅要求运动员有良好的身体 于肩挥臂击球时就必须先提肘再挥臂这样势必 ,,, 把一个完整的技术动作变成两次性动作延长挥臂 素质而且必须有一个合理的技术结构扣球的完整 , ,,: 、、、时间从生物力学角度讲工作距离一定肌肉的爆 技术动作包括准备姿势助跑起跳空中击球和落 ,,5 , 发力量也是 定 值挥 臂 时 间 延 长挥 臂 速 度 就 要 减 地 个相互衔接的部分其中空中击球是扣球技术的 ,1,2,,, ,,, 慢击球效果就会受影响另外据有关资料研究跳 关键环节它直接影响扣球的质量和效果本文 ,0, 2 起后手臂上抬身体的反弓可以换取 秒的滞空 , 试从生物力学的角度对扣球起跳身体部分环节的运 ,0, 2 时间而这 秒足以使运动员在扣球时观察对方 ,, 动进行分析探求最合理的击球动作和用力顺序 , ,拦网和防守 情 况但 是 如 果 肘 低 于 肩挥 臂 时 间 延 1 上肢各关节的技术动作 ,0, 2 ,长就会造成这 秒的滞空时间的丧失这样只能 ,3, , 在不了解对方的防守布局的情况下盲目进攻所 1, 1 : 、、,, 拉得开要求挺胸展腹敞肩拉肩肘高于肩, ,以合理的动作是肘高于肩应该注意的是要求肘尽 ,上体稍右转 ,,量伸展并不是要求直臂大刀式砍球但实际教学工 1, 2 : ,, 挥得快手臂随肩拉开拉起后就要后振加速, ,作中常常遇到这种情况从解剖特点讲直臂砍球会 ,,, 注意肘关节灵活肩关节放松快速向前上方挥甩,,造成局部肌肉紧张影响肩关节放松从而影响已获 1, 3 : , 甩的直利用后振的速率马上加速向前上方挥, ,得的动量的传递此外由于肩关节的结构决定了直 ,,,, 甩节奏清楚动作连贯肘关节在击球时充分伸直,,1,臂砍球手臂的 工 作 距 离 缩 短如 图 在 没 有 身 体 1, 4 : , , 会用力腰腹是承上启下的发力点用力时收,, 反弓的情况下手臂基本上与地面垂直如击球点在 、、、( ) ( 腹提腹转体提肩后振屈臂扣球或回旋加速抡 C ,L ,点手的工作距离只有 弧长不利于挥臂速度的 ) , ,臂扣球高点抽鞭式闪击各部分以此协调发力? , ,, 发挥如起跳点在球的下方就根本无法扣球从生 1, 5 : , 击球点在弹跳的最高点右肩前上方手臂伸,,物力学的角 度 讲直 臂 砍 球手 臂 的 转 动 惯 量 Ι 增 , 直的最高点,,r ,大造成转动的角速度 ω 减小手臂长度 不变则 V = r,,?根据 ωω 减小击球时手的线速度必然减 2 扣球动作的生物力学分析 ,,小对于击球力量有较大的影响 2, 1 手臂上提后引段肘的位置 * : 2011-11-16 收稿日期 : ( 11CTYJ02) , 基金项目山东省社会科学规划研究项目 : ,,1964-,,; : , E-mail: sunjinhai@ 126, com, 作者简介孙晋海男教授泰山学者研究方向体育人文社会学 : ,节为例进行分析扣球时腰腹进行发力转动至某一 ,,,, 点肩部制动上臂进行转动前臂的动作是放松的 ,,随上臂进行转动前臂相对于上臂基本上无转动它 A ,2 , I点具有相同的角速度 ω如图 所示图中 们对 1 1 ,I表示人体上臂的转动惯量表示人体前臂的转动 2 ,A ,惯量为肩关节点 1 2 3 图 图 图 2, 2 腾空时身体的反弓和转体 ,为了获得扣球的最大力量身体的反弓和转体 , 、是一个重要的环节根据关节转动角肌肉拉力角与 : ,弧长的关系可知随着肌肉拉力角的逐渐增大转动 ,6, ,, 角与弧长逐 渐 减 小杠 杆 远 端 速 度 逐 渐 减 慢要 , 使杠杆远端速度加快就必须减少肌肉拉力角肌肉 4 5图 图 ,, 拉力角减小实际上是拉长了肌肉扣球的身体反弓 ( 3) ,,如图在扣球鞭打过程中上臂加速到最大 ,和转体正符合这一生物力学原理 ,4,,B ,速度时制动即 点 肘 关 节 制 动前 臂 的 角 速 度 增 : 据资料表明高水平运动员的后仰幅度远远 ,,B 加其值为 ω远端环节相对于 点的动量矩为 2 , ,大于低水平运动员国家女排队员引臂时躯干与右 = I, ( 1)?Μ β 2 205? ? 5?,大腿的夹角一般在 也就是说身体的反弓 , β 为角加速度因为,,并不是越大越好应保持在一定的范围即能较大限 Δω ,, 度地拉长肌肉又利于肌肉的快速收缩运动生物力 = , ( 2)β tΔ ,,学也告诉我们肌肉收缩前给以一定范围的拉长可 ( 2) ( 1) ,t = I?, 将式代入式得到 ΜΔΔω整理2 ,,加大工作距离延长力作用的时间有利于肌肉收缩 t = I( ) ) , ( 3) ΜΔωω2 1 2 ,, 时提高肌肉的收缩力同时身体的反弓和适宜的转 : 由此得到,,,体并用腰腹进行发力可使运动链增加一个环节 t + IωΜΔt ΜΔ2 1 == +, ( 4) ω ω, 有利于利用全身的力量进行扣球实践中不少运动2 1 I I 22,员和学生扣球时错误地以肩发力这种发力方法存 ( 4) , 从式不难看出前 臂 鞭 打 动 作 时 角 速 度 在: 在两方面的缺陷一方面是肩部肌肉爆发力远远小 t ΜΔ ,上臂角速度 ω 的基础上增加了1 ,于腰腹的爆发力量这就造成起始加速段能量的减 I 2 ,; 小直接影响扣球时手腕速度的发挥另一方面以肩 4,, 如图 我们知道鞭打动作末端环节的速度实 ,,发力减少了一个运动链环节缩短了杠杆的半径不 , 际上是各环节动作速度的叠加 ,, ,利于挥臂速度的发挥达不到理想的效果因此正 V = V+ V= L+ L, ( 5) ωω1 2 1 1 2 2 ,确的动作是腾空后身体反弓并转体并以髋关节为 L,L,( 4) ( 5) ,为上臂长为前臂长将式代入式得 1 2 ,轴进行转动 V 远端环节速度 为 2, 3 ，腰腹发力带动手臂的打击性鞭打动作Lt?ΜΔ2 , ( 6)V = L+ L+ ωω 1 1 2 2 ,击球用力是依靠躯干的大肌肉群开始发力即 I 2 ( 6) , 从式中我们可 以 清 楚 地 看 出按 照 正 确 的,以迅速地收腹转动带动手臂向前挥动以打击性鞭 , ,V 人体的 鞭打动作击球末端环节的速度 是很大的,打动作击球从高水平运动员技术录像的慢动作可 ,I,上臂和前臂长度是定值其转动惯量 也是定值要 , 以明显表现出以大关节带动小关节活动的规律其 2 V,,增加远端环节速度 可增加前环节的角速度 ω即 : ( 力学原理一 般 解 释 为当 一 个 链 状 物 把 身 体 的 躯 1 ,增加前一环节的挥甩速度同时要增加参与鞭打动 、、、) ,干上臂前臂手臂看成是一个运动链在其质量 ,作的肌肉力矩 Μ并延长人体在产生力矩上的作用 ,大的一端先做加速运动制动过程中其动量向游离 ,6,t, ( 3) t = I( ) ) ,时间 从式中 ΜΔωω看增加 ω2 2 1 1 ,, 端传递使末 端 部 分 产 生 极 大 地 运 动 速 度为 了 t ,势必造成 ΜΔ缩 小这 似 乎 与 前 面 所 谈 的 产 生 矛 , 更清楚地了解手用力过程我们以上臂和前臂两环 118 ( ) 2012 曲阜师范大学学报自然科学版年 ,,, ,,不能有效地传递击球只能依靠前臂来完成所以极 盾其实不然因为 ω是在 ω的基础上产生的增 2 1 ,, ,, 易造成扣球无力同时由于加速方向向下降低了球加了 ω也就相应地增大了 ω1 2 , ,2, 4 过网的高度容易造成被拦或球不过网击球时合理的击球点,1,: ,,教材中这样阐述合理的击球点在右肩的前 显然根据人体运动的生物学原理只有把击球 ( ) , 、、、上方伸直臂的最高点右手扣球但具体数据教材 高度击球速度击球方向用力效果等方面有机地 ,7,,8,9,, ,,,中没有明确 的 定 量 化据 资 料 研 究正 确 的 击 球 结合起来才能构成最佳击球点 160?-165? ,、,点在手臂与躯 干 的 夹 角 在 伸 直 臂 的 最 高 综上所述我们在教学训练中不仅要 明 确 技 , ,,,这正是最 有 利 于 用 力并 且 能 保 持 最 高 的 击 球 点术动作要领同时还要理解技术动作的力学原理把, ,,点击球点过前或过后都不能使手臂末端获得最大 对技术动作的感性认识上升到理性认识这样才能 ,,,的击球速度 达到事半功倍的目的有效地提高教学质量 : ,运动实践证明击球点越高可以利用的垂直空 ,,间就越大网上进攻的有效空间就越大球向对方场 :参考文献 , 地的有效落地面积也越大但是击球点应该是合理 ,1, , ,M,, : ,1999,, ,,虞重干排球运动北京人民体育出版社 的最高击球点从表面看扣球者弹跳到最高点手 ,2, , 21 ,J,, ,,张承玉世纪世界排球技战术发展趋势探讨曲 臂充分向上伸直并与躯干成一条直线击球点保持 ( ) ,2000,26( 4) : 91-93,阜师范大学学报自然科学版 , 5 C ,在头上方是最高击球点如图 中的 点在这个区 ,3, ,, 何玲张健排 球 后 排 扣 球 主 要 技 术 环 节 的 生 物 力 学, 上方的最高点击球不能发挥出最大速度前面已谈 ,J,, ,1999,( 4) : 33-36, 分析成都体育学院学报,,到因为人体运动时作功肌肉是随着动作的开始逐 ,4, ,,, 邢红林李素玲翟均对我国女子排 球 运 动 员 扣 球 技,,渐发挥出最大力量当达到最大肌力时又随着动作 ,J,, , 术挥臂动作的 生 物 力 学 比 较 分 析中 国 体 育 科 技, 的进行肌力逐渐减少因此人体各环节的运动是随 2002,( 5) : 19-21,,,着主动肌肉的骤然收缩瞬时速度逐渐递增至某一 ,5, ,,, 张清华华立 君陈 钢男 子 排 球 上 步 扣 球 起 跳 技 术 的 ,, 位置时瞬时速度达到最大值而后开始减小所以在 ,J,, 2008,12( 2) : 65-67,,生物力学分析体育科学研究 C ,,点击球人体的挥臂速度刚刚开始递增由于加速 ,6, ,, ,M,, 李良标吕秋平运动生物力学北京体育学院出 ,,时间短加速距离短因此不可能使手臂末端速度达 ,1991, 版社 ,7, , ,J,, , : F = mV / t,黄金萍排 球 扣 球 技 术 的 生 物 力 学 分 析牡 丹 江 师 到最大值根据动量定理Δ击球力量主 ( ) ,2009,( 1) : 60-61,范学院学报自然科学版 ,C 要取决于挥臂速度所以在 点不可能获得最大的 ,8, , ,J,, , 朱文斐排球扣球动作技术的生物力学分析运动, C ,击球力量另外在 点击球击球方向平行于地面容 2010,( 3) : 29-30,, ,易造成扣球出界同时击球点位于头的上方不便于 ,9, , 刘 闯生 物 力 学 在 排 球 扣 球 动 作 技 术 中 的 应 用 分 析,眼观察球从而影响击球的准确性和手对球的控,J,, ( ) ,2011,( 5) : 106-107, 体育世界学术版, ,5 B ,制如果击球点过前如图 中 点由于手臂挥动 ,,已接近结束挥臂速度递减躯干从前面获得的动量 Biomechanical Analysis of Spiking Performance of Volleyball Player LIU Jing, XU Ya-long, ZHOU Jia-tong, LIU Qiang-de, SUN Jin-hai ( Coege of Physica Education,Qufu Norma University,273165,Qufu,Shandong,PRC) llll Abstract: Based on biomechanics theory,some techniques in spiking performance happened popularly in the period of voeyba training were anayzed and discussed in this paper, The resuts suggest that forciby order in vo- llllllllleyball smashing is given force by waist and venter,which then drive shoulder,elbow,small arm and wrist whip- png in chan, The understandng of these technque ssues coud be provded mportant gudance for voeybaiiiiiliiillll teaching and training in future, Key words: volleyball; smashing; joint; biomechanics analysis