田径田径运动技术原理.pptx
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1、第一节 田径运动技术的概念、构成及评定标准一、田径运动技术的概念 田径运动技术是人们在田径运动实践中,合理地运用和发挥自身的机体能力,有效地完成跑得快、跳得高或远、掷得远的动作的方法。 合理的运动动作可以充分发挥人的机能潜力,轻松、流畅地表现出理想的运动成绩。因为这是科学、和谐运用人体各运动器官能力的过程。第1页/共77页二、田径运动技术的构成因素 田径运动技术的构成依赖于多种因素: 从运动生物力学角度看,田径运动技术必须符合人体力学原理。在运动中,动作的各个要素是否符合肌肉的工作特性和人体骨骼杠杆的特性,是保证动作经济性和实效性的主要因素。运用生物力学的研究方法来分析田径运动技术,可以通过定
2、性和定量的手段,分析技术的合理性和动作的效果。第2页/共77页 从运动解剖学的角度看,由于人的骨骼和肌肉的构造等特点,使得人们从事田径运动时所表现的运动形式特征(即:动作模式)受到一定的限制。例如,肩关节与肘关节的结构不同,因此动作的幅度和运动路线也不相同;髋部肌群的位置接近身体重心,且横断面大,收缩力强,但收缩速度较慢,因此身体锻炼中大部都要求髋部先发力,这也是形成田径运动技术的规律之一。在走、跑、跳、投的运动中,要分别达到快、高、远的目的,就必须使动作符合人体骨骼、肌肉的构造和特点。第3页/共77页 从运动心理学角度看,心理因素是使田径技术效应产生波动的重要方面。意志力、自我控制能力、果断
3、、勇敢、刻苦、耐劳、沉着和自信等品质,对于学习技术和在关键时刻表现出合理的技术,起着重要的作用。 从社会学角度分析,田径运动技术的形成与劳动、娱乐、军事和教育等活动存在着密切的联系,并伴随着以上各因素不断得到发展和完善 。第4页/共77页三、 评定田径运动技术的标准 在实践中人们评价田径运动技术时,通常以动作的实效性和经济性作为客观标准。实效性是指完成动作时能充分发挥人体的运动能力,从而产生最大的作用并获得最佳的运动效果。经济性是指在运动过程中合理地运用体能,在获得最佳运动效果的前提下,最经济地利用人体的能量,避免其不必要的消耗。也就是说,在运动过程中要尽量克服多余动作,不仅要把自身的最大能力
4、使用在最关键的动作环节上,而且在预备动作和动作的次要阶段还要尽量避免消耗过多的体力,从而表现出更高的运动效能。第5页/共77页第二节 田径运动技术的运动生物力学原理一、 田径运动技术中有关力学的基本概念: 为了能确切地认识技术和分析技术,首先要对一些力学的基本概念有一个正确的认识: 力:所谓力是指一个物体对另一物体的作用,它是使物体产生加速度的来源,任何物体在无外力作用的条件下,该物体的运动状态,形状和体积不变,这就是人们常说的牛顿第一定律。在有二个或二个以上的力同时作用于一个物体时,其结果相当于某一个力对它的作用,此时我们称该力是合力。反之,我们也可以将一个力看成是二个或二个以上的力对该物体
5、同时起作用,这是力的合成与分解。例如在起跳时我们可以把助跑的水平速度和起跳的垂直速度看成是跳跃时推动人体重心沿运动方向的一个作用力,也可以把它分解为水平用力和垂直用力。在田径的运动实践中任何一项运动技术,都有许多力在同时产生作用。第6页/共77页 人体内力:在研究人体运动的力学问题时,首先要确定研究对象,在力学中,确定的研究对象称力学系统。若将人体看作一个力学系统,则人体内部各部分相互作用的力称为人体内力,如肌肉张力、韧带张力、组织粘滞力、关节约束力等都属于人体内力,其中肌肉张力是人体内力中的主动力。肌肉张力施于骨骼,并与外界相互作用以保持人体姿势或控制人体运动。 人体外力:若将人体确定为研究
6、对象,即人体力学系统,那么外界对人体作用的力称人体外力。引起人体由静止状态改变为运动状态的只能是人体外力。人体各环节的运动,只能是环节以外的力(外力)对环节作用的结果。如果人体失去其它物体对人体的作用,人既不能走又不能跑,即不能改变人体整体在空间的位置。在田径运动中,主要的人体外力是重力、支撑反作用力和摩擦力。第7页/共77页 重力是地球的吸引力,在引力范围之内它始终都在起着作用。在运动中,它对某些项目是不利的,如在跳跃和投掷时,它是要必须去克服的阻力;但有时也可利用重力,如在加速跑及弯道跑时,身体前倾和内倾就是根据加速度的大小和离心力的大小适宜地利用着重力因素。 支撑反作用力是指在跑的后蹬或
7、起跳时,地面通过支撑腿对人体所产生的反作用力。它和后蹬或起跳时人体用力的大小相同,方向相反。它对人体作用的结果往往是我们观察运动过程,分析动作效果的直接依据。 摩擦力是阻碍物体运动的力。它也有两重性。人们在跑时为了使后蹬动作更有实效,穿上适当长度钉子的跑鞋,就是为了加大脚与地面的摩擦力;另一方面,在投掷项目中人们将投掷器械的表面做得尽量光滑,则是为了减小器械在飞行中与空气的摩擦力。第8页/共77页 加速度:单位时间内速度的变化率是加速度。 动量与冲量:运动着的物体,其质量与速度的乘积是该物体的动量。如果改变物体的运动状态则需要作用力和作用力的时间,二者的乘积是冲量。 轴:任何旋转的物体不论在地
8、面或是在空中,至少要沿一个轴旋转。旋转体各部分运动的方向均与轴垂直。通过身体重心的轴是主轴,它可能是动量矩轴或动作轴,也可以是二者兼有之。 动量矩轴:动量矩轴是指人体在地面上有支撑点时所做的沿某一轴开始的旋转,腾空后身体继续沿此轴旋转,这个轴就是动量矩轴。而在人体腾空后动量矩轴发生方向性的转变,沿着另一轴开始的运动,则此轴称为动作轴。这是就某一瞬间而言,因此可叫做瞬时转动轴,或叫动作的瞬时转动轴。 副轴:人体在运动中可以使身体的某部位沿着某些不通过身体重心的轴做动作,这些轴称之为副轴。在走、跑和跳跃等动作中,利用沿副轴的转动可以更好地维持平衡并使技术动作做得更加充分、有效。第9页/共77页二、
9、在田径运动中人体重心水平位移的基本原理1、竞走时身体重心和髋关节的运动轨迹: 在竞走过程中,支撑腿处于垂直部位时身体重心位置最高,双脚支撑时身体重心最低。为尽可能地提高竞走速度,减少能量消耗,竞走时应尽量减小身体重心的上下起伏,使身体重心保持接近直线方式的运动。高水平运动员在整个赛程中,身体重心波动值保持最小,约3-6cm,从而使步频和步长保持高度的稳定性。身体重心的起伏不但与竞走技术有关,而且与速度有关,竞走速度慢,身体重心升降大。竞走速度快,骨盆沿垂直轴的转动幅度大,身体重心轨迹就容易接近直线。第10页/共77页 髋关节的运动轨迹为一曲线,即每一个复步,一侧髋关节的运动轨迹是一条向上的曲线
10、,另一侧髋关节的运动轨迹是一条向下的曲线。竞走时双腿支撑时上下弧线闭合,垂直部位时两侧髋关节的垂直距离最大。髋关节的垂直活动范围在5.5-6.5厘米之间。 在竞走时,髋关节呈曲线运动的特征,是使身体总重心沿直线运动的重要保证,而尽量减小上下起伏,使身体重心沿直线运动,则是减少能量消耗,提高动作效果,进而提高速度的基础。第11页/共77页2、跑的步长、步频及身体重心的运动轨迹 决定跑速的因素主要是步长和步频。步长是指左右两只脚着地点之间的距离,步频是指单位时间内跑的步数。两者的乘积就是跑的速度。因此,无论改变步频或步长,或者两者同时改变,都将对跑速产生影响。第12页/共77页 如果保持步长不变而
11、提高步频或保持步频不变而加大步长,都能提高跑速。但是在锻炼中,过分加大步长将会降低步频,过分加快步频将会减小步长。对每个人来说,步长和步频应根据个人的运动素质和身体形态等具体特征合理搭配,因此,只有掌握步长和步频的动作结构特点及其受影响的因素,才能使两者合理搭配,达到提高跑速的效果。第13页/共77页 步长是由后蹬距离、腾空距离和着地缓冲距离三部分组成(见图31),后蹬距离是后蹬阶段身体重心向前移动的水平距离。它取决于身体条件(如腿长和髋关节灵活性等)、后蹬角度和后蹬腿伸展的程度等因素。腾空距离是腾空阶段身体重心向前移动的水平距离。它取决于腾空时的初速度、腾起角度和空气作用力等因素。腾空距离主
12、要是受后蹬阶段的效果所制约。着地缓冲距离是前支撑阶段身体重心向前移动的水平距离。它与腿长、着地角度和脚着地的时机等因素相关。由于着地缓冲距离的支撑点位置在身体重心投影点之前,支撑反作用力的水平分力向后(与跑进方向相反)。因此,加大步长不应追求这一段距离。通常情况下,在摆动腿前摆即将结束和着地后,应做积极地下落着地动作和缓冲动作,使身体重心尽快通过支撑点垂直上方而转入后蹬。为了增加步长提高跑的速度,必须提高后蹬和前摆的效果。提高后蹬的效果,必须加大后蹬的力量,加快后蹬的速率,增大后蹬腿蹬直的程度,掌握好后蹬方向和适宜的后蹬角度。第14页/共77页着地缓冲距离 腾空距离 后蹬距离 图3 31 1
13、步长的组成 第15页/共77页 步长步频后瞪距离腾空距离着地缓冲距离支撑时间腾空时间身高、腿长瞪伸距离瞪伸角度初速度腾起角度空气作用力身高、腿长着地角度缓冲时间后瞪时间初速度腾起角度空气作用力跑步图32 决定跑速的因素及其相互关系 第16页/共77页3、人体在周期性水平位移中的运动阶段划分 人体周期性水平位移的基本形式有两种,即走和跑。 按动作的外在形式来分析,走是一种单脚支撑与双脚支撑相交替的周期性位移运动。而跑则是一种单脚支撑与腾空相交替的周期性位移运动。 按动作产生的动力学特征来分析,走和跑都是通过腿部后蹬与上、下肢摆动相配合而产生前进动力的周期性位移运动。图3-3,图34。步长是由后蹬
14、距离、腾空距离和着地缓第17页/共77页 走 的 一 个 周 期单支撑时期双支撑时期单支撑时期双支撑时期右腿左腿前摆后蹬前支撑后蹬前支撑前摆后蹬前摆后蹬前支撑图33 竞走的时期与阶段划分 第18页/共77页 应当着重强调的是,走和跑的支撑都是从脚着地瞬间开始的,无论是走或跑,脚的着地点都在身体重心的前下方,此时地面会对人体产生一个向后上方的反作用力,即通常所说的“制动作用”,虽然这一反作用力会直接因制动作用而使走、跑的速度在瞬间有所下降,但与此同时,它也迫使支撑腿的腿部肌肉完成了积极的退让性工作,从而有利于使“后蹬”动作做得更加充分、有力;上、下肢有力、协调的摆动动作,不仅有利于加大支撑腿对地
15、面的作用力,同时也为保持好运动中的身体平衡、使身体重心更加平稳地向前移动创造了有利条件。第19页/共77页 跑 的 一 个 周 期腾空时期支撑时期腾空时期支撑时期后蹬前支撑前摆后蹬右腿前摆后蹬后蹬 前支撑左腿图34 跑的时期与阶段划分 第20页/共77页三、使人体或器械产生抛体运动的基本原理 田径运动中的几乎每一个项目都存在抛体运动,如铁饼铅球和标枪的掷出以及人体在跳远、跳高、跨栏和跑步中身体重心的运动轨迹,都是抛物线。这种物体运动轨迹为抛物线的运动,称为抛体运动。空气的阻力对抛体的影响很大,分析起来十分复杂(如标枪在空中的飞行)。现在我们要讨论的是忽略空气阻力情况下的抛体运动,即假定抛体运动
16、是在真空中进行的。第21页/共77页 抛体运动在忽略空气阻力的情况下,可看作在水平方向上的匀速直线运动以及在竖直方向的自由落体运动的合成。田径运动中,通常是从竖直和水平方向进行研究。实际运动中,抛体有可能不仅仅是在两维空间运动,随着研究水平的提高,目前有从三个方向来研究抛体运动的,即三维测量法。这样能更精确的分析运动技术。 有关抛体运动的影响因素及计算: 抛体运动中器械的抛点与落点在同一水平面上可用公式02sin22g计算器械的高度,用公式S V02sin 2 g计算远度。在田径运动中,大多数情况是抛出点与落地点不在同一水平面上的斜抛运动。第22页/共77页1 跳高 决定跳高成绩的基本因素 决
17、定跳高成绩的各种基本因素可以用图35来表示; H1取决于身高、腿长和起跳脚着地瞬间的身体姿势;H2取决于身高、腿长和起跳脚离地瞬间的身体姿势;H3取决于起跳离地瞬间身体重心腾起的初速度和腾起角;取决于过竿时的身体姿势和过杆动作。这里需要指出,除腾越过竿时身体重心低于横竿H3是正值外,一般情况均为负值(图36)。 跳高成绩的计算 跳高的成绩(H)由4个部分组成 1是起跳脚着地瞬间身体重心的高度。2是起跳离地瞬间身体重心的高度与起跳脚着地瞬间身体重心的高度差。3是身体重心从2腾起的高度。是过杆瞬间身体重心腾起的高度与横杆的高度差。跳高的成绩可以用H1+2+3+公式来表示。在体育运动实践中,大多数情
18、况是抛出点与落地点不在同一水平面上的斜抛运动。应用竖直上抛运动公式可以求得3的值。 302sin22g 第23页/共77页 H1H2H3起跳脚着地瞬间的身体姿势身体位置身体结构起跳脚离地瞬间的身体位置起跳离地瞬间身体重心的垂直速度过杆最高点瞬间的身体位置起跳脚着地瞬间身体重心的垂直速度起跳时的垂直冲量过杆时的动作起跳过程中身体重心的运行距离起跳时间起跳时产生的垂直力技术动作速度肌肉力量高度H起跳角度起跳脚着地瞬间身体重心的速度仰角神经肌肉联系图35. 决定跳高成绩的基本因素及其相互关系 第24页/共77页 H1取决于身高、腿长和起跳脚着地瞬间的身体姿势;H2取决于身高、腿长和起跳脚离地瞬间的身
19、体姿势;H3取决于起跳离地瞬间身体重心腾起的初速度和腾起角;取决于过竿时的身体姿势和过杆动作。这里需要指出,除腾越过竿时身体重心低于横竿H3是正值外,一般情况均为负值(图36)。 跳高成绩的计算: 跳高的成绩(H)由4个部分组成 1是起跳脚着地瞬间身体重心的高度。2是起跳离地瞬间身体重心的高度与起跳脚着地瞬间身体重心的高度差。3是身体重心从2腾起的高度。是过杆瞬间身体重心腾起的高度与横杆的高度差。跳高的成绩可以用H1+2+3+公式来表示。在体育运动实践中,大多数情况是抛出点与落地点不在同一水平面上的斜抛运动。应用竖直上抛运动公式可以求得3的值。 302sin22g 第25页/共77页 HH3H
20、2H1图图36 跳高的成绩的组成 第26页/共77页 例:一名优秀男子跳高运动员起跳脚着地瞬间身体重心的高度1是1.02 m,起跳离地瞬间身体重心的高度与起跳脚着地瞬间身体重心的高度差2是0.34 m,过杆瞬间身体重心腾起的高度与横杆的高度差为-0.04 m,起跳瞬间身体重心的腾起初速度是6.08 ms,腾起角度是48,求3 身体重心腾起的高度和跳高运动员理想的跳高的成绩H。 解:通过公式302sin22g 可求得3, 3 (6.08)2(sin48)2 /29.8 =1.04 m, 将上述数据代入公式HH1+H2+3+可获得跳高的成绩, H1.02+0.34+1.04+(-0.04)=2.3
21、6 m第27页/共77页2、跳远:决定跳远成绩的基本因素 LL1L2L3踏 跳准 确性身 高腿 长起 跳 离地 瞬 间的 身 体姿势起 跳 离地 瞬 间身 体 重心高度腾 起初 速度腾 起角度空 气作 用力着 地 瞬间 的 身体姿势着地动作起跳时的垂直冲量起跳脚着地瞬间身体重心的水平速度起跳脚着地瞬间身体重心的垂直速度技术起 跳 时的用力起跳时间肌肉力量动作速度神经肌肉联系图37:决定跳远成绩的基本因素 第28页/共77页 图图38 跳远的成绩的组成 第29页/共77页3、抛体运动中器械的飞行远度及其计算SS1S2S3身高与手臂长身体姿势器械出手初速度器械出手角度空气作用力器械出手高度手臂伸出
22、的方向身体重心投影与起掷弧内沿的距离器械的预先速度对器械作用力的时间对器械作用力的距离器械飞行的垂直截面积器械飞行速度器械出手角度风速与风向 图39:影响投掷器械飞行远度的基本因素第30页/共77页 图图310 投掷项目成绩的组成 第31页/共77页 L1是腾空前身体重心投影点距离起跳板前沿的水平距离。L2是腾空阶段身体重心飞行的水平距离。L3是着地时身体重心投影点与着地点之间的水平距离。L1取决于踏跳的准确性、身高、腿长以及腾空前的身体姿势。L2取决于身体重心腾起的初速度、腾起角度、离地瞬间身体重心的高度和空气作用力等,这一段距离还可以分解为S1和S2两个部分。L3取决于下落时的身体姿势和着
23、地动作与时机。见图38第32页/共77页 从L1来看,身高、腿长不能改变,但提高踏跳的准确性(因为跳远成绩是从起跳板前沿开始丈量)和在保证合理腾起角度前提下取得一个尽量向前的身体姿势,就能使L1的值有一定的增加。L2的值是在起跳离地时就决定了的。根据从抛射物体远度公式:S V02sin 2 g得知,人体重心腾越的远度主要取决于腾起初速度和腾起角。腾起初速度是由起跳离地瞬间的水平速度和垂直速度的关系决定的。由于跳远是要获得人体腾空后的最大水平距离,因此,助跑的速度在提高L2的值方面就尤为重要。跳远应以理想的(能保证完成起跳动作的)最大的速度助跑,并在起跳阶段取得适宜的垂直速度前提下,尽量减少水平
24、速度的损失,以获得更大的腾起速度,从而提高L2的值。第33页/共77页 众所周知,在真空条件下和发射点与落点在同一水平面上的实验结果证明:抛射体的水平速度与垂直速度相等时,抛射角才成45,在抛射角成45时射程最远。但是,在跳远起跳时,由于通过助跑已获得的水平速度不能损失太多,垂直速度的提高又受到人体机能的限制,例如优秀运动员的水平速度可达10ms以上,而垂直速度却很难达到4.5ms,又因跳远是抛点与落点不在同一水平面上的斜抛运动,因此跳远适宜的腾起角不可能是45,通常在1824之间。第34页/共77页 L3的值是由着地时的身体姿势和着地动作决定,但着地时的身体姿势与空中姿势和动作有密切关系。在
25、起跳时,由于起跳脚踏跳着地受阻产生的上体向前加速度,造成腾空后身体向前旋转。这就需要做一定的姿势和动作来抑制前旋的转动惯量。空中姿势和动作不仅起维持身体平衡、延缓着地时间的作用,而且能为下落着地的姿势和动作创造有利的条件。因此,为了增大L3的值,必须首先做好跳远的空中姿势和动作;另外,为了加大L3的值,在不造成着地后身体后倒的情况下,着地前两腿要做尽量上举和前伸动作。着地后,要依靠屈膝缓冲和两臂迅速前摆,使身体重心尽快通过着地点的上方,避免身体后倒坐入沙坑,使L3的值受到影响。第35页/共77页B、跳远成绩的计算 例:在全运会跳远决赛中,测得某运动员起跳速度为9.8ms,腾起角为17.8,离板
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