短、跳运动员跳栏架练习的运动学和动力学研究

论文摘要

不可否认,短、跳项目成绩水平的不断提高和迅速发展,得益于越来越多的现代科学技术在体育运动训练中的应用,得益于体育运动训练理论的不断完善与发展,得益于教练员和运动员对短、跳项目特性认识的不断加深,从而不断改进和完善专项训练手段以及运动员的专项技术。在这一过程中,体育科学研究对短、跳项目成绩水平的进步所起的作用和做的贡献是不可低估的,体育科研人员凭借各种现代化高精尖技术和手段取得的研究成果为运动员的训练提供了科学可靠的依据。而且成绩水平越高,科学训练的需求度也就越高,对其的依赖性也就越大。因此,要将我国短、跳项目的成绩水平再推向一个新的层次,客观地总结我们已有的训练理论和经验,进一步对我国短、跳运动员的训练过程、训练规律和特点等方面进行深入、系统、全面的研究,将是非常重要和必要的。跳栏架练习是典型的超等长练习方式,它迫使肌肉拉长产生离心收缩然后紧接着向心收缩,继而达到肌肉的最佳收缩效果。通过综述诸学者对超等长练习方式的研究中发现,大多数实验都是致力于跳深练习的研究,对跳栏架练习的研究,笔者在查阅相关文献及书籍基础上均没有发现对其进行的研究。跳栏架练习是一种常见的下肢爆发力训练手段,在运动员进行跳栏架练习时教练只是根据多年的训练经验来设计栏架的高度和间距,缺少科学的理论依据,以至练习效果欠佳,甚至根本就达不到跳栏架练习的最佳效果。因此,本文从训练角度出发,借助运动训练学、运动生物力学、统计学等相关学科理论对短、跳运动员跳栏架练习的效果进行深入的研究和探讨,以达到为训练及教学服务的目的。由此可见,本文在基本技术及训练方法的跳栏架动作上,从运动学和动力学的角度进行阐述,是很有应用价值的。本文创新之处在于尝试运用影像解析、三维测力等运动学和动力学的方法,通过控制实验条件,对短跑和跳跃运动员的跳类运动——跳栏架练习进行测试,探索与分析不同专项运动员对跳栏架动作结构所产生的影响,目的是通过对这些因素的分析,为进一步揭示短跑专项和跳跃专项之间的关系方面提供初步的科学资料及为跳栏架理论奠定基础,同时为相关运动训练提供新的思路。研究结果表明:力——时间曲线反映了人体触台后完成起跳整个过程中地面反作用垂直分力的变化特征,是反映人体肌肉内力的外在表现。总体上来看,跳跃运动员和短跑运动员的力值表现出双峰的稳定性,只是在缓冲阶段初期力值和蹬伸时刻力值的曲线表现出了较小的差异。在总的时间上,短跑运动员比跳跃运动员略短,但差异不具有显著性。短跑和跳跃运动员在失重阶段、缓冲阶段和蹬伸阶段的时间上均不具有显著性差异,而在腾空阶段却表现出了显著性差异,造成这种差异的主要原因是由于两类运动员在长期的运动训练中形成各自的动作技术定型所导致的。短跑和跳跃运动员各关节的角度在双脚着台瞬间、最大缓冲阶段以及缓冲的幅度上均无显著性差异;说明短跑运动员和跳跃运动员在传递缓冲、蹬伸时所产生的力大体相同,在缓冲的效果以及对起跳效果的影响上相一致,同时还可以客观的反映出二者的退让性工作能力具有相似之处。从数据分析中可以看出,跳跃运动员比短跑运动员重心腾起的高度高,且差异具有显著性,说明跳跃运动员下肢肌肉供应的效率、下肢的爆发力量以及蹬伸的效果要好于短跑运动员,同时反映出跳跃运动员在起跳过程中双臂的摆动幅度要好于短跑运动员。从另一方面可以间接的反映出着台后的冲击力以及蹬伸阶段的重心速度等因素的差异。从短跑运动员和跳跃运动员的动力学参数可以看出,短跑运动员和跳跃运动员在双脚着台瞬间的力值、最大缓冲时刻的力值和蹬伸阶段的最大力值上均无显著性差异,而在双脚着台后的相对冲击力极值上表现出了显著的差异,这主要是由于跳跃运动员在垂直向上运动的加速度、各环节运动的协调性和下肢肌肉的活动效率要好于短跑运动员而导致的,同时还客观的反映了跳跃运动员的下肢肌肉力量好于短跑运动员。短跑运动员离台瞬间的重心速度比跳跃运动员的小,且差异具有显著性,说明跳跃运动员的最终蹬伸效果要好于短跑运动员,同时起跳后的重心最大高度要高于短跑运动员。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪论
• 1 文献综述
• 1.1 现有资料中对跳栏架的定义及生理学机制的阐述
• 1.2 跳深练习的介绍及其效益
• 1.3 有关跳深运动的生物力学相关参数的研究
• 1.4 有关跳深和跳栏架练习与超等长收缩的研究
• 1.5 研究目的和意义
• 2 研究对象与方法
• 2.1 研究对象
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 文献法
• 2.2.2 专家访问法
• 2.2.3 测量法
• 2.2.4 三维运动学分析法
• 2.2.5 三维动力学分析法
• 2.2.6 数理统计法
• 3 动作时相划分与指标选取
• 3.1 动作时相划分
• 3.2 指标的选取
• 3.2.1 关节角度的定义
• 3.2.2 指标的选取
• 4 结果与分析
• 4.1 力—时间曲线的比较
• 4.2 短跑和跳跃运动员跳栏架练习的运动学分析
• 4.2.1 短跑和跳跃运动员跳栏架练习各阶段的时间特征
• 4.2.2 短跑和跳跃运动员跳栏架练习关节角度的变化特征
• 4.2.3 短跑和跳跃运动员双脚触台瞬间关节角度的特征
• 4.2.4 短跑和跳跃运动员最大缓冲时刻关节角度的特征
• 4.2.5 短跑和跳跃运动员缓冲幅度的变化特征
• 4.2.6 短跑和跳跃运动员跳栏架练习的重心高度变化特征
• 4.3 短跑和跳跃运动员跳栏架练习的动力学分析
• 4.3.1 短跑和跳跃运动员双脚着台瞬间力值的分析
• 4.3.2 短跑和跳跃运动员双脚着台后相对冲击力极值变化的分析
• 4.3.3 短跑和跳跃运动员最大缓冲时刻相对力值的分析
• 4.3.4 短跑和跳跃运动员蹬伸时刻相对力值的分析
• 4.3.5 短跑和跳跃运动员离台速度的变化特征
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间科研成果