“相向运动”在田径跨栏教学中的运用
2008-04-29马明
马 明
人体进入腾空状态后,质心的运动轨迹就确定了,人体无论如何都不能改变它,但这并不意味着身体所有部分的轨迹都确定了,不能改变的是身体所有环节的平均位置(即身体总质心),但身体某一部分向某一方向运动引起身体的另一部分向相反的方向运动,却是可能的,这就是相向运动。在田径运动中有很多相向运动的例子,且在每个动作中所起的作用也不是特别一样,我们在学习田径运动技术的过程中,只有对技术有了充分的理解,才能更好地去掌握技术。
1. 相向运动分析
1.1 相向运动概念
人体处于腾空状态进行活动时,由于两端不受约束,人体活动形式上就会表现出一种“相向”运动的特点:身体某一部分向某一方向活动(转动)时,身体的另一部分会同时产生相反方向的活动(转动),依据运动形式,把身体两部分互相接近(或远离)的运动形式称为相向运动。
1.2 相向运动的人体解剖结构特点
人体肌肉在身体上配布的规律是至少需要跨过一个关节并且起止于人体两个以上环节或骨上。当肌肉收缩时,必然以等值反向的肌力作用于其起止点的骨骼,因此引起人体两个环节同时产生加速度运动(转动),表现出相向运动的形式。
1.3 相向运动的力学条件——动量矩守恒定理
当物体所受的合外力矩为零时,其总动量矩保持不变,这就是动量矩守恒定律,用公式表示为当Hc为常量时,人体绕单一轴相邻两环节的转动惯量:I1ω1+I2ω2=Hc
腾空状态,人体的动量矩守恒,在脱离支撑点瞬间,所具有的动量矩为I0w0,则腾空过程中,如果转动惯量只发生在某单一轴,其动量矩的大小始终等于I0w0的值,即w=I0w0。维持动量矩的值不变有两种情况:一是I和ω同时保持不变,二是二者都变,但其乘积不变。
2. 相向运动在田径运动中的作用
2.1 维持身体平衡
在田径运动中,由于人体与各环节的运动是在矢状轴、额状轴和垂直轴方向的运动,而人体又是一个活的生物有机体,能自主的通过人体各环节间的相向运动,有意识地在一定空间范围内,改变人体重心的位置,即当人体某一环节转动时所产生的角动量必然会被另一环节所产生的反向角动量所抵消,达到维持平衡的目的。
2.2 缩短转动半径,减小肢体的转动惯量,增大转动角速度
由转动定理I=mr2可知,在环节质量不发生改变的情况下,缩短转动半径可以减少转动惯量,进而增大转动角速度,例如在背越式跳高背弓过杆动作,就是利用其原理。
2.3 增大转动半径,减慢转动角速度
同理,在环节质量不发生改变的情况下,增大转动半径,就可以减慢转动角速度,例如,在跳远过程中,起跳腿蹬离地面后,会引起身体的前旋,只有靠身体充分伸展,才能使身体平衡,防止过早的落地。
3. 田径跨栏项目中的相向运动
在起跨腿离地瞬间至身体重心到达最高点这一过程,摆动腿继续快速向上摆动,对人体额状轴产生方向向上的角动量。为了维持平衡,人体的躯干将加大前倾角度,对人体额状轴产生向下的角动量,克服摆动腿向上摆动所产生的向后的角动量,此时的摆动腿和躯干产生相向运动;同时当摆动腿的异侧臂伸至栏板上方时将产生绕人体额状轴转动的角动量,为了克服这一角动量,摆动腿的同侧臂加大向后向上摆动的幅度,产生相反的角动量,此时摆动腿的同侧臂和异侧臂处于相向运动中。同时由于摆动腿积极快速地摆动,摆动腿的同侧髋(起跨腿的同侧髋)产生一个沿人体垂直轴方向转动的角动量,而异侧肩(起跨腿的异侧肩)在躯干前倾的情况下也产生沿人体垂直轴方向转动的角动量,加大了两腿之间的夹角,为两腿剪绞做好准备。
当身体重心达到最高点瞬间时,两腿在空中形成一个剪绞动作,增大两腿夹角可以增加角动量,由于起跨腿蹬离地面后提拉有所增加,使得摆动腿积极下压,加速剪绞动作完成,此时摆动腿和起跨腿处于相向运动状态。
身体重心达到最高点、摆动腿的脚掌刚过栏时就主动下压,对人体额状轴产生向后向下的角动量,这时要靠躯干稍稍抬起和起跨腿的快速经腋下向前提拉来增加向前向上的角动量,以促进摆动腿的积极下压,快速完成剪绞动作,同时两臂之间,两侧髋之间和两侧肩之间也为维持身体平衡和合理完成技术产生相向运动。
4. 结论
4.1 相向运动是人体在腾空过程中身体两个环节围绕同一转动轴向相反方向运动的结果。它必须同时要满足三个条件:①人体处于腾空状态②两部分肢体绕同一轴转动③转动时两部分肢体的角动量大小相等但方向相反。
4.2 在教学和训练过程中,教师要善于利用相向运动的原理向学生讲解运动技术动作,学会利用相向运动的原理设计和改造运动技术练习手段,以促进学生运动技术的领会和掌握,使学生不仅要“知其然”,还要“知其所以然”。