1、第四節(jié) 沖擊動作的生物力學原理,一、動作形式,人體對器械的沖擊,人體對人體的沖擊,人體對外界環(huán)境的沖擊,器械對器械的沖擊,器械對人體的沖擊,器械對外界環(huán)境的沖擊,人體對器械的打擊,絕大部分沖擊性動作不僅使器械獲得較大的動量，還要求對器械擊打的準確性、有效性。,擊打速度,擊打準確性,擊打效果,排球接發(fā)球中成功觸球的因素（Marryatt & Holt, 1982）：,足球運動中，如何提高踢球效果,在擺動腿前擺早期，大腿加速前擺，膝關(guān)節(jié)盡可能的靠近大腿，增加前擺速度。然后再通過伸小腿的方式加大轉(zhuǎn)動半徑，提高末端環(huán)節(jié)腳的線速度。,李小鵬在北京奧運會團體跳馬比賽中,跳馬推掌應迅速有力,（二）人體對人體

2、的沖擊,泰森拳擊集錦,拳擊運動中的拳速和碰撞時間以及碰撞次數(shù)已經(jīng)引起了人們對碰撞損傷的廣泛關(guān)注。,關(guān)于拳擊的研究,技術(shù)水平對碰撞前0.01s的拳速無影響，但在相同拳速下，高水平運動員傳遞給拳擊袋的動量更大(Smith & Hamill, 1985a),當784N的力在約8ms的時間內(nèi)作用于頭時，足以引起腦震蕩(Hodgson & Thomas,1981）,直到第50次擊打，戴拳擊手套的最大碰撞力是赤手空拳的近兩倍(Smith & Hamill,1985b),（三）人體對外界環(huán)境的沖擊,程菲自由體操,劉易斯,伊辛巴耶娃,人體的主動沖擊是為了利用外界環(huán)境對人體的反作用力。人體為了減小外界環(huán)境對人體

3、的沖擊（如體操中的落地動作）或者是為后續(xù)的蹬伸動作提供空間和時間的準備（如跳躍項目中的踏跳動作），往往采用緩沖動作 。,（四）器械對器械的沖擊,器械對器械的沖擊,網(wǎng)球,棒球,曲棍球,高爾夫球,棒球,網(wǎng)球擊球動作特征,擊球動作特征分析,軀干的轉(zhuǎn)動和下肢的伸展是“擊球肩”速度的主要動力，軀干的有力轉(zhuǎn)動對擊打手臂的滯后運動極其重要 。,上臂的向前運動是正手擊球的主要力學特征，肘關(guān)節(jié)對擊球速度不產(chǎn)生作用。在擊球時，肩關(guān)節(jié)具有較高的內(nèi)旋力矩。,（五）器械對人體的沖擊,據(jù)動量定理，延長力的作用時間，可減小沖力。所以，籃球接高速來球時應屈肘回收，順勢接球；足球中停球動作常采用迎撤動作。,（六）器械對外界環(huán)境

4、的沖擊,器械與外界環(huán)境的碰撞主要指器械與地面的碰撞，如網(wǎng)球、足球各種球類與地面的碰撞。,二、力學原理,主要內(nèi)容,動量定理,動量守恒定律及其應用,沖擊動作的動量傳遞,（一）動量定理,動量定理是描述物體機械運動狀態(tài)變化規(guī)律的基本定理之一。表達式：,動量定理是矢量式，沖量的方向即動量增量的方向。,在動力學問題研究中，通常人們關(guān)心的是力的累積效應。,（二）動量守恒定律及其應用,1、動量守恒定律 若系統(tǒng)不受外力或外力的矢量和為零，則系統(tǒng)的總動量保持不變，即,常量,系統(tǒng)內(nèi)各物體的相互作用力只能使動量在系統(tǒng)內(nèi)各物體間傳遞或轉(zhuǎn)移。,實際上不受外力作用的系統(tǒng)是不存在的，只要在假定的時間內(nèi)系統(tǒng)所受的外力遠小于系統(tǒng)

5、的內(nèi)力，則仍可近似地應用動量守恒定律。,碰撞前,碰撞時,碰撞后,表明碰撞前、后系統(tǒng)總動量保持不變,表明通過碰撞動量在系統(tǒng)內(nèi)進行了傳遞,以兩球碰撞為例,2、碰撞定律（了解）,接近時相對速度,分離時相對速度,完全彈性碰撞,完全非彈性碰撞,一般非完全彈性碰撞,前沖弧圈球形成的力學原因,碰撞前球速,入射角,碰撞后球速,（三）沖擊動作的動量傳遞,當主動沖擊物體沖擊被沖擊物體時，在前者向后者的施力過程中以沖量為載體實現(xiàn)了動量的傳遞。,動量由手傳向球,動量由腳傳向球,如何提高沖擊過程的動量傳遞效率,一方面通過增大主動沖擊物體的速度。,另一方面通過盡可能地增大主動 沖擊物體的有效質(zhì)量。,三、動作特征,為了增大給器械的沖擊力，一方面要增大人體末端或器械的動量，另一方面要縮短人體末端或器械與器械撞擊的作用時間。,1,2,為了減小外界或器械對人體的沖擊力，通常需要延長沖擊動作中力的作用時間。,增大人體末端或器械的動量可以通過鞭打動作以及增大碰撞時人體環(huán)節(jié)的有效質(zhì)量來實現(xiàn)。,踢足球前，大腿先后擺，小腿屈膝等動作，這些動作既有省力因素，又可以加大踢球時的工作距離，延長肌力的作用時間。,利用器械