跨越式跳高中摆动腿落地瞬间膝关节缓冲受力分析
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DOI:10.16655/ki.2095-2813.2019.15.047背越式跳高起跳技术中摆动腿的运动学研究①周潇1 郑晶2(1.江苏省常州市新北区三井实验小学 江苏常州 213000;2.江苏省常州市新北区泰山小学 江苏常州 213000)摘 要:运动员在助跑、起跳、过杆、落垫过程中,身体借助助跑获得水平速度完成起跳转体,摆动腿积极摆动完成过杆。
积极地摆动腿摆动对起跳阶段的3个时间节点以及起跳的方向都有密切的联系和重要的影响,提醒重视摆动腿的训练与教学的正确性,逐步提高我国运动员跳高起跳技术,以及用有效的训练方法来提高跳高运动员的技术水平,为日后跳高运动苗子的培养起到重要的作用。
关键词:背越式跳高 摆动腿技术 起跳过程中图分类号:G808 文献标识码:A 文章编号:2095-2813(2019)05(c)-0047-02背越式跳高的关键技术是起跳技术,不仅要求摆动腿瞬间积极蹬摆,更要求有完美的助跑节奏,协调配合得以形成了背越式调高的完整起跳技术。
在完美的助跑节奏中完成助跑,充分蹬摆摆动腿,是提高起跳效果的必要条件,摆动腿直接影响着腾起的速度、角度以及方向。
在跳高助跑的倒数最后第二步,起跳阶段的开始就是摆动腿触地的一刹那,争取在起跳时有充分的摆动。
所谓的摆动是助跑结束瞬间所获得垂直速度和起跳时的起跳角度,摆臂和摆动腿是摆动的两个重要技术,目前人们对背越式跳高的技术分析和摆动腿的动作方法仅仅只有一些比较浅显的认识,缺少相对专项技术方面的研究。
该文通过对起跳过程中摆动腿的作用进行剖析,旨在为实践训练提供依据,为今后我国的跳高训练提供必要的参考。
1 分析与讨论1.1 摆动腿受起跳时脚着地的影响世界上的一些优秀跳高运动员,他们的大腿之间的角度大多都要高于85°,这意味着这些跳高选手的助跑有着相当快的速度,有利于他们可以充分地运用助跑速度完成起跳、腾空和过杆,其实质是要求最后一步起跳腿准备放脚起跳时,摆动腿一定要快速有力地蹬伸,以获得最佳助跑水平速度,如果两条起跳腿之间的夹角相对保持一致,充分拉长摆动腿的收缩肌,则可以使摆动腿的蹬摆更加快速有力。
浅析高中跳高运动员背越式跳高中摆动腿的训练手段研究摘要:跳高是高中田径运动比赛中项目之一,但是背越式跳高由于高中场地、器材、教师等原因,并未得到良好的开展,本文尝试通过阐释背越式跳高中摆动腿的作用及训练手段,从而达到提高高中运动员背越式跳高的水平。
关键词:背越式跳高摆动脚技术素质训练技术训练背越式跳高中的起跳是背越式跳高技术的关键环节,但是起跳的好坏往往是支撑腿蹬地动作与摆动腿的摆动动作合理配合的结果。
在背越式跳高的起跳过程中,摆动腿适时、快速、有力的摆腿动作,将是提高起跳效果的保证。
1 背越式跳高中摆动腿的作用减少背越式跳高起跳时的踏跳时间,摆动腿的适时、快速、有力的摆动可缩短起跳腿蹬伸时间,从而为快速起跳创造有利条件。
促进人体更加积极向上腾空,增加垂直速度。
背越式跳高中摆动腿的摆动有利于保持人体空中平衡,从而促进人体达到最高点时过杆。
2 高中背越式跳高的摆动腿的训练手段的研究高中田径运动员背越式跳高运动员的训练手段可以分为素质训练与技术性的训练两个部分。
3 摆动腿的素质训练3.1 摆动腿支撑力量的训练见表13.2 摆动腿的速度训练,见表24 背越式跳高的摆动腿的技术训练摆动腿的基本技术可包括:原地摆臂摆腿技术,直线跑起跳摆腿技术,弧线跑起跳摆腿技术。
4.1 原地摆臂摆腿技术原地摆臂摆腿技术主要是起跳腿要充分蹬起踮脚尖,膝关节不能弯曲,同时摆动腿大腿积极往上摆动,腰部伸直,身体躯干不能后仰,双肩要耸起,双手由下往下摆起上举,动作要求是一步到位。
4.2 直线跑起跳摆腿技术直线跑起跳摆腿技术主要是通过直线助跑来获得一定的水平速度,同时在起跳的瞬间把水平速度转换为垂直速度来创造条件,动作方面与原地摆臂摆腿技术动作基本相同,节奏要快速一步到位。
4.3 弧线跑起跳摆腿技术弧线跑起跳摆腿技术主要是通过弧线助跑来使身体重心平稳,把身体方向过度到背向栏杆来创造条件,同时动作要领与直线跑起跳摆腿技术动作要领基本相同,不同点是要克服弧线助跑的离心力,转水平分力为垂直分力,依靠摆动腿向内和向上摆的力量,促使人体沿抛物线运行过程中,人体沿身体的纵轴线旋转,保持空中平衡,直到人体达到抛物线最高点,还要注意身体不要后仰,训练顺序首先练习弯道弧线助跑,然后在杆前弧线助跑起跳摆腿练习,这样的练习能够保持人体空中平衡,促进人体达到最高点时背对横杆过杆。
《跨越式跳高》的重难点与教法一、动作要领跨越式跳高由助跑、起跳、腾空过杆、落地等紧密衔接的四个部分组成助跑采用侧面直线助跑逐渐加速起跳时用起跳脚全脚掌着地摆动腿稍屈膝积极向前上方摆起当摆过横杆后向杆下内转下压两臂下垂过杆时躯干向横方向侧并向起跳腿方向扭转两臂上举同时起跳腿迅速向上高抬完成跨越动作过杆后身体侧对横杆用摆动腿先落地接着起跳腿落地稍有缓冲。
二、重、难点重点助跑和起跳的协调配合。
难点摆动腿过杆内转下压移髋。
三、教法1、讲解、示范说明其重点和难点。
2、原地或上步摆腿练习主要目的是体会摆动腿带动髋关节向前上方摆动3、助跑三步、五步单脚起跳后摆动腿的脚尖或头触悬挂的羽毛球主要目的是体会助跑与起跳的衔接动作助跑集体练习单脚起跳。
4、最后才做助跑起跳过杆的完整练习体会完整的动作。
5、个别同学展示动作学习情况。
6、小组长负责本组学习与交流。
7、不同高度的自我展示练习。
跨越式跳高教学中常见错误及产生原因和纠正方法跨越式跳高教学目标要求学生学会助跑3~5步起跳,两腿依次跨越过竿。
在教学过竿练习时,发现还是有学生没有正确掌握要领,动作失败。
常见错误动作有:1.双腿跳跃。
过竿时学生像跳远一样,双脚同时从竿上越过,而且同时落地,“依次”这一关键词的意义没有体现。
原因分析:学生没有理解要领,练习中没有认真观察教师示范和同伴的动作。
纠正方法:教师示范让学生仔细观察,提出具体要求,如让学生注意教师两脚如何过竿,帮助其对动作有正确的认识。
教师示范时可以放慢速度,便于学生看清楚。
同时,组织学生手持体操棒练习原地摆腿过竿,体会依次过竿动作,然后再练习上步过竿,逐步形成动力定型。
2.踢竿和踩竿。
练习中学生会无意识地用脚踢竿或踩竿。
原因分析:一是学生由于心理恐惧害怕过不了竿,摆腿时就会不由自主用脚去踢、踩,试图清除面前的障碍。
二是起跳点距离横竿太远。
纠正方法:降低高度练习难度变小,让学生能够顺利过关,待其消除心理恐惧动作熟练后再慢慢提升高度,或者采用斜放横杆练习,学生根据自己实际选择过竿位置。
跨越式跳高教材分析跨越式跳高是初中跳跃教材的主要教学内容,它是人体基本活动的主要表现形式。
跨越式跳高是通过自身的活动,按所需的方向,采用单腿蹬离地面,使人体腾越尽可能的高度的运动。
它能发展学生力量、速度、灵敏等身体素质,同时通过教学培养学生积极进取、勇敢、果断和克服困难的优良品质。
一、跨越式跳高的技术组成。
跨越式跳高的技术可分为“助跑”、“起跳”、“腾空过竿”、“落地”四个相互联系的动作环节。
二、跨越式跳高的动作方法1、助跑:侧面直线助跑。
起动要稳,步点准,轻松快跑很要紧。
前三步,上体倾,直线助跑步子稳;后三步,低重心,脚掌滚动扒地狠;步幅大,快步频,始终想着快稳准。
2、起跳:起跳点距竿垂直距离约60—90厘米。
迈步快,踝、膝、髋超肩,脚跟领先一瞬间;膝缓冲,髋上翻,踝、膝、髋、肩斜成一条线;疾摆腿,踝、膝、髋蹬直,提腰拨肩向上蹿;蹬摆快。
莫间断,身体腾起离地是脚尖。
3、腾空过竿:身体侧对横杆腾起,摆动腿向前上摆与横杆平行内转下压,上体前倾比垂下,起跳腿外旋向上提,上体内转臂上挥。
4、落地:摆动腿领先着地,着地之后即屈膝,起跳腿后着地,缓冲做好莫要急。
三、跨越式跳高的重、难点重点:助跑与起跳相结合技术。
难点:过杆时摆动腿勾脚内旋、下压。
四、动作要点直线助跑,助跑动作轻松、自然、有弹性,最后一步稍小,迈步起跳,速度快;制动,起跳迅速,蹬伸髋、膝、踝关节,躯干伸展充分。
两臂和摆动腿快速摆动协调配合,起跳腿充分蹬伸;过竿后,摆动腿勾脚内旋下压、上体内转,摆动腿先着地,屈膝缓冲。
五、跨越式跳高动作的特点跨越式跳高是克服垂直障碍,取得跳跃高度飞项目。
利用起跳脚根部接触地面,接着滚动至全脚掌,用力扒地起跳蹬离地面,摆动腿顺势向上内旋下压和起跳腿上提外旋,使人体腾越一定的高度的运动。
六、跨越式跳高的教学目标1、通过教学使学生了解跨越式跳高的技术概念;学习、体验跨越式跳高的动作过程和技术特点,知道跨越式跳高的基本技术环节和要点。
跨越式跳高的重难点与教法
一、动作要领: 跨越式跳高由助跑、起跳、腾空过杆、落地等紧密衔接的四个部分组成,助跑采用侧面直线助跑,逐渐加速起跳时用起跳脚全脚掌着地,摆动腿稍屈膝积极向前上方摆起,当摆过横杆后,向杆下内转下压,两臂下垂过杆时,躯干向横方向侧并向起跳腿方向扭转,两臂上举同时起跳腿迅速向上高抬完成跨越动作,过杆后,身体侧对横杆,用摆动腿先落地,接着起跳腿落地,稍有缓冲。
二、重、难点重点:助跑和起跳的协调配合。
难点:摆动腿过杆内转下压移髋。
三、教法 1、讲解、示范,说明其重点和难点。
2、原地或上步摆腿练习,主要目的是体会摆动腿带动髋关节向前上方摆动 3、助跑三步、五步单脚起跳后摆动腿的脚尖或头触悬挂的羽毛球,主要目的是体会助跑与起跳的衔接动作助跑集体练习单脚起跳。
4、最后才做助跑起跳过杆的完整练习,体会完整的动作。
5、个别同学展示动作学习情况。
6、小组长负责本组学习与交流。
7、不同高度的自我展示练习。
本节课教学重难点是助跑与踏跳的结合以及充分踏跳蹬地,但是在教学过程中,我没有重点体现出来,应该在学生练习的时候明确地突出。
但是从整体看课前的教学目标,计划、教材的选用、设计,都很成功,开始部分的准备活动和结束部分的放松运动都很理想,课堂教学组织及各个环节紧凑有序、清楚明确教学内容与游戏合理搭配,
体现出了体育教学的“四自”教学模式的教学新理念,充分发挥了学生的自主性,通过练习全班学生基本上都能完成动作,教学效果较好。
背越式跳高中起跳腿缓冲蹬伸的运动学分析前言背越式跳高的完整技术是由助跑、起跳、过杆、落地四个部分组成,其中起跳技术是整个跳高技术中的重要环节。
背越式跳高最明显的运动学特征就是人体由水平位移运动,改变为抛射运动,具体的就是说通过起跳腿的缓冲蹬伸来改变身体重心的运动方向,使人体向高度腾跃。
合理的起跳动作是把弧线助跑所获得的水平速度充分转化为垂直速度的过程。
起跳技术由着地、缓冲和蹬伸三个部分组成,其中起跳动作的合理运用对背越式跳高成绩的高低起着关键的作用,而起跳腿合理缓冲和快速充分的蹬伸技术又制约着起跳动作,那么解决起跳动作的首要问题是解决起跳腿的缓冲和蹬伸技术。
通过以下几方面关于起跳腿缓冲蹬伸运动学分析的论述,期望对广大教练员及体育教师在起跳技术环节的训练与教学过程中有所帮助。
1、起跳腿缓冲蹬伸的力学机理跳高的起跳技术动作的否合理性,主要是通过缓冲向蹬伸过渡的效果来反映。
在这个短时间内的蹬缓过程中, 起跳腿肌肉需要通过退让、等长等不同的工作阶段。
在起跳过程中缓冲阶段髋、膝、踝等关节的缓冲结构为压缩弹簧式,起跳肌群进行退让性工作的完成。
在支撑作用力与反作用力的作用下,使能量进行储备。
在进行蹬伸阶段时,起跳肌群由退让、等长快速转变为抑制性工作,使储备的能量开始爆发释放,使身体水平速度迅速转变为垂直速度达到最大值。
同时在起跳过程中身体重心要保持适当的下降,此时肌肉作等长收缩伴有能量的消耗, 静力作功。
被拉长的肌肉通过时间的延长其弹性应变力下降。
所以,起跳腿应快速有力。
如果跳高运动员起跳腿伸肌的退让性收缩能力强,则伸肌群“利用”和缓冲外界负荷的能力强,肌肉被拉伸的长度小,“转化”时间短,肌肉收缩方式的“转化”完成顺利。
反之如果起跳腿缓冲能力弱, 着地后下肢关节过渡弯曲, 导致退让性工作向克制式工作的“转换”延缓,影响起跳过程肌肉牵张反射的效应,降低起跳蹬伸的效果。
生理学的研究证明, 肌肉做退让性的工作时发挥的力量最大, 静力性工作次之, 克制性工作最小。
跳高的五种技巧介绍在跳高过栏时,可以使用的姿势有跨越式、剪式、滚式、俯卧式、背越式等。
而在这些跳高姿势中需要掌握的技巧也不尽相同。
下面是小编整理的关于跳高的五种技巧介绍,希望能够帮到大家。
跨越式跳高的技巧跨越式跳高由助跑、起跳、腾空过杆、落地等紧密衔接的四个部分组成。
助跑技巧,跨越式跳高从摆动腿一侧进行助跑。
助跑路线基本上保持直线,助跑角度一般与横杆成30-60度。
正式助跑之间应事先丈量好步点,起跳点与横杆投影线距离一般在60-80cm。
助跑的全程距离一般是在10-15米,步数6-8步。
最后几步时速度要加快,倒数第二步为最长,重心最低。
摆动脚落地时屈膝前移,蹬脚送髋为起跳脚的前伸放脚做好准备。
最后一步稍小,使上体迅速前移向前送髋,为从水平速度过渡到椎直速度做好充分准备。
起跳技巧,跨越式跳高要用远离横杆的腿作为起跳脚。
到最后一步助跑时,起跳腿以大腿带动小腿迅速向前伸出,用脚跟先着地并迅速过渡到全脚掌,接着在摆动腿用力蹬伸和助跑水平速度的推动下,身体重心迅速前移,上体及时跟上,起跳腿屈膝缓冲。
当身体重心移至起跳点的上方时,起跳腿迅速蹬伸,髋、膝、踝三关节充分蹬直成一直线,摆动腿膝关节微屈,以大腿发力带动小腿积极有力向前上方摆起,两臂积极配合摆动,起跳一侧臂自然在侧下方,另一侧手臂随摆动腿前摆,使身体向上腾起。
过杆落地技巧,起跳腾空后,身体要保持向上腾起姿势,摆动腿积极上摆,当脚跟越过横杆高度时,向横杆一方侧摆,使摆动腿的脚、小腿、大腿依次过杆。
而起跳腿也要积极向上抬起,膝盖靠近胸部,小腿自然上摆与横杆平行。
接着上体抬起,摆动腿同侧臂随摆动腿内转下压带动身体沿纵轴向内旋转,使上体和臀部能顺利过杆,起跳腿随着摆动腿的下压而抬高并绕过横杆,过杆后用摆动腿领先落地。
俯卧式跳高技巧助跑技巧,俯卧式跳高是从起跳腿(靠近横杆的)一侧开始助跑,与横杆成25至45度角。
助跑一般为6至10步,距离为14米至20米。
助跑可以采用两种方式,一种是先走两三步踏着起跑点起动;一种是踏在起跳点上站立式起动。
跨越式跳高、游戏:划龙舟教学内容:《科学的预设,艺术的生成》四年级《跨越式跳高》教学目标:1.使95%的学生基本掌握跨越跳高中两腿依次过竿的动作和方法。
各体能分组均能越过相应高度,并勇于挑战更高。
2、发展学生的灵敏素质和协调性,提高学生的跳跃能力。
3、培养学生的观察能力、竞争意识、集体协作精神,达到愉悦身心目的。
4、通过游戏竹竿舞和划龙舟来调节学生学习体育的兴趣,提高学生的合作能力,培养学生勇敢顽强、集体协作精神。
课前分析:1.通过前两节课的教学与练习,95%以上的学生对于跨越式跳高动作中的助跑与起跳动作掌握的相当熟练。
对这部分的教学,略微带过即可,无需重点复习。
2.根据教育心理学、运动生理学以及人体解剖学分析,此年龄段的大部分男生柔韧差,但下肢力量足,跳跃高度较高,而大部分女生下肢力量不足,跳跃高度低,但柔韧性好,有助于越过一定高度。
因此,在高度设定上无需刻意根据性别差异进行区别。
3.通过游戏准备部分的小游戏竹竿舞,可以看出协调性差的学生,而两腿依次过杆动作需要全身协调,因此在游戏过程中发现的这部分学生,基本上将会成为本节课教师重点指导与帮助的对象。
4.课前根据学生的身体素质、身高以及上节课尝试性过杆的练习中的表现,对全班学生进行了简单的体能分组,便于学生在本节课中选择练习难度,减少不必要的练习,提高效率。
课堂教学实录与评析:一、准备活动——竹竿舞师:同学们,今天上课前,老师跟大家一起把竹竿舞跳一跳好吗?生:(高兴)好!师:看老师先跳一遍,同学们回忆下节拍。
(教师示范原地不打竿的步伐,口中喊着节奏.)师:来,我们一起打打节拍师生一起:1-2-33-4,1-2-33-4(教师带领学生徒手打节拍)师:好的,同学们节奏掌握的非常棒。
那么下面请每组的两名大排头打杆,其余同学分两组轮流跳。
自由练习,打杆的同学练习一会以后交换。
(学生自由练习,表现出开心的神情)师:XX同学,请你出列。
(单独轻声交流)老师看你刚刚跳的不太好,是不是不熟练啊?生:看着老师,轻轻的点点头。
《跨越式跳高、游戏》教案五跨越式跳高放脚迅速,起跳快而有力,摆动腿起跳后,脚尖内转,起跳脚快速跟上,依次越过橡皮筋落地。
学生在练习中体会正确的跨越技术。
练习中保持间距,注意安全。
建立跨越式跳高技术表象,通过练习加以掌握。
培养积极进取、勇敢、果断的优良品质及协调性、灵敏性。
六巩固提高跨越式跳高技术跳高游戏:“捕鱼”1.设置不同高度的练习和游戏,逐步提高学习跳高能力。
2.根据学生的掌握程度和课的进程灵活选用练习和游戏方法。
主动参与积极思考动作规范遵守规则1.改进跨越式跳高技术,提高跨越式跳高能力。
2.发挥学生的主体作用,进行自评互评,并通过优秀学生的展示,来改进自己的动作,使自己跳的更高。
七游戏:“背背夹”1.讲解游戏方法与规则。
2.指挥练习两人协作相互配合遵守规则公平竞争1.讲解并提示游戏要求。
2.组织学生分组,激励学生创新思维3.发展身体的协调性、灵敏性和速度素质。
1.团结一致,合作探究。
2.主动创新,充分表现。
3.遵守规则,注意安全。
八整理放松师生评价收放器械1.音乐伴奏2.教师领做3.总结评价全身协调动作优美在轻松愉快的氛围中放松。
评价、表扬、鼓励。
音乐伴奏展示自我交流体会分享喜悦器材跳高架一个,橡皮筋4条,垫子4块,标志物4个,录音机1台预计生理负荷曲线:(略)预计心率:130-140次/分运动密度:40-50%学生分析六年级学生的年龄为11、12岁左右,该年龄段的学生正处在生长加速期,也称为青春期初期,朝气蓬勃、富于想象,有很强的求知欲和表现欲。
从本年级学生的具体情况看,他们在以往的跳高课学习中,积极性高,参与意识强,对跳高的基本动作要领有了一定的掌握。
所以,本节课的教学,要注重运用模仿、游戏等多种方法,营造和谐愉快的课堂氛围,激发学生的学习兴趣和积极参与的意识,以达到教法和学法的有机统一,完成既定的教学目标。
效果分析结合学生的接受能力。
在比赛活动中要有表扬和奖励,并达到适时适度。
整堂课教师的主导作用比较明显,学生主体作用体现不够,教师应该更善于总结学生发言中的要点,适时进行引导,引发学生去说去做。
跨越式跳高中摆动腿落地瞬间膝关节缓冲受力分析
-----对学生一次意外受伤的思考
江阴市新桥中心小学 李俊丰
摘 要:体育课中跳高是学生非常喜欢运动项目,教学中有时出现运动损伤,运动损伤将会给学生的再次学习和生活带来负面影响。
本文采用文献资料法,课中实例分析法对小学生在跳高课中落地缓冲时膝关节受伤的原因进行了力学分析,并就如何预防运动损伤提出了一些建议和预防措施。
关键词 膝关节 落地缓冲 受力分析
前言 体育活动都带有一定的危险性,活动中我们采取必要的防范教育和预防措施,可伤害事故有时还是不可避免的发生。
在每次的教学前防范教育以是不可缺少的一部分,学生课中都很有秩序,跳高练习中预防措施也是教师在学生落地位置侧面做保护,同时还有大垫子做缓冲,但还是发生了膝关节前韧带严重拉伤事故。
膝关节在运动中经常受到不同方向力的作用,学生从事奔跑、跳跃等完成特定动作,膝关节受力更复杂,这是造成膝关节损伤的外因,而膝关节固有的缺乏内在稳定性,需韧带肌肉结构给予加固,是导致膝关节损伤的内因。
本文旨在研究学生在跨越式跳高中落地缓冲时首先落地的支撑腿膝关节受力的生物力学特性,为膝关节运动损伤的分析和预防提高一定的理论依据。
一、 跨越式跳高落地缓冲力的过程
跨越式跳高是侧面直线助跑,左侧助跑者右腿为摆动腿(下文阐述中都以左侧助跑为例),左腿为起跳腿,右侧助跑则相反。
助跑应逐渐加速,起跳时用起跳脚以脚跟着地滚动支撑,摆动腿稍屈膝积极向前上方摆起,当摆过横杆后,向杆下内转下压,两臂下垂。
过杆时,躯干向横方向侧倒并向起跳腿方向扭转,两臂上举,同时起跳腿迅速向上高抬,完成跨越动作(图1)。
过杆后,身体侧对横杆,用摆动腿先落地,接着起跳腿落地,稍有缓冲。
在此过程中身体首先形成直线水平速度,通过起跳身体将部分水平速度变成垂直速度,起跳后身体离开地面只受到重力作用形成高弧抛物线运动路线,以左侧助跑为落地瞬间膝关节正面朝向内转助跑时膝关
节正面朝向
助跑运动方向
落地缓冲动作
图1
例,当右腿首先落地缓冲,右腿膝关节在缓冲时身体给膝关节一个在运动方向上向前下的身体重力势能,地面给其一个反方向的作用力;同时由于身体左转右腿膝关节生理弯曲方向也发生左转变化,人体由于惯性会继续延助跑方向运动,身体平衡和自我保护机制迫使人体会面向运动方向,这时膝关节处身体会带动大腿右转,右脚着地瞬间与接触面摩擦力增大,回转速度必然受阻形成膝关节内转(图
2)。
二、落地瞬间膝关节受力的模型简化分析
1、物理模型的建立:假设右脚为跨越式跳高中首先落地缓冲脚,便于分析将右小腿和足简化为一个刚体。
其受力如图3所示;小腿和足环节的受力为着落点支撑力反作用力:F X 为右脚内转后要转回运动方向的摩擦力,F Y 为重力势能引起
的垂直向上的支撑反作用力,F Z 为运动方向上惯性引起的反向摩擦力。
f x f y f z 为膝关节受内力。
2、能量守恒:在跨越式跳高中,身体空中下落过程中可视为一个抛物运动,根据冲量和动量原理的定义:冲量与动量(物体的受力与动量的变化)1.动量:p =mv {p:动量(kg/s),m:学生体重(kg),v:助跑速度(m/s),方向与速度方向相同}2.冲量:i =ft {i:冲量(nos),f:恒力(n),t:力的作用时间(s),方向由f 决定}
3、数学模型的建立:a x 为膝关节处受到阻力时阻力加速度值(a x 为额状轴方向
分量,a y 为矢状轴分量) ,坐标系为动作标系。
膝关节内力的大小主要取决于
着落处支撑反作用力与a x a y 状态变化。
4
、膝关节受冲击情况:据研究表面人体落地缓冲时,地面的反作用力对人体有两个力波峰,地面反作用力出现第一、第二波峰的平均时间与垂直落地的高度变化之间不存在相关性,而总的落地缓冲时间与垂直落地的高度的变化呈现高度的正线性相关性。
说明在不同的高度垂直落地时,第一、二波峰出现的时间并不随高度的提高而提前,地面反作用力第一波峰出现平均时间为13.11±1.37毫秒,第二波峰出现在的时间为53.53±4.31毫秒。
Z X Y
图3
5、膝关节受力情况及损伤机制的探讨,当跨越式跳高落地中,摆动腿落地支撑开始后,落地点支撑反作用力迫使右腿膝关节角度发生变化,即落地缓冲腿膝关节弯曲以避免由制动构成落点对膝关节的撞击,充分发挥关节肌的作用,避免损伤关节腔。
由于膝关节收到强大的落地冲击,引起膝关节部位上下,左右及前后的晃动。
当膝关节屈角为90-100度时出现腱股接触现象,这对保护膝关节软骨,避免压力过高有重要意义,然要落地缓冲中学生很多会出现这一屈角。
膝关节在支撑时存在不稳定因素。
结合图3、4、5进一步分析
(1)膝关节部位额状轴分量a
对落地缓冲腿膝关节外侧有一定破坏力,如果过
x
大,则稳定性小,其实质是支撑能力难以抵消负荷强度,这足以造成膝关节侧副韧带损伤。
在跨越式跳高落地缓冲中,在右腿落地缓冲时,在水平面看膝关节运动的轨迹为向膝关节外侧斜前方运动,固膝外侧副韧带损伤可能性更大。
值受缓冲支撑开始水平纵向冲量和膝关节(2)膝关节部位矢状轴加速分量a
y
角度在单位时间内变化量的共同影响,固缓冲支撑前的冲量和膝关节角度变化关系密切。
在跨越式跳高缓冲支撑时,缓冲支撑腿受接触面的阻挡会突然减速并(突停),膝关节屈角的存在,加上身体向前的冲量,会加大膝关节屈膝过程中的颤动程度。
在这一过程中随着跳高高度的增加,学生的速度也会增加,缓冲前的势能也随之增加,就解剖特点来说膝关节收到阻力从屈膝缓冲到蹬伸的过程中,前交叉韧带处于紧张状态。
值的变化影响膝关节髌骨的相对负荷,由于髌骨受(3)膝关节部位垂直分量a
z
力最大值为体重的7—8倍,所以在跳高缓冲时垂直分量不是造成膝关节损伤的主要原因
综上所述,在跨越式跳高缓冲中由于学生动作的多变性,以及膝关节固有的生理结构特点。
避免或减少膝关节运动损伤的有效手段应从以几个方面考虑:1、运动中如何更好符合的膝关节结构的生理屈伸方向和屈伸角度,2、在缓冲时如何避免膝关节的阻力加速度值的突然变大,尤其是在起跳腿落地前摆动腿缓冲阻力
加速度值的突然变大,3、在增加跳高高度后缓冲时如何使助跑起跳产生的较大冲量有效减少或分散。