散打鞭腿技术动作生物力学原理的分析

2010-08-15张久超熊汉涛

湖北工程学院学报 2010年6期

关键词：脚背踝关节远端

张久超,熊汉涛

(孝感学院体育学院,湖北孝感 432000)

散打鞭腿技术动作生物力学原理的分析

张久超,熊汉涛

(孝感学院体育学院,湖北孝感 432000)

对散打中鞭腿技术动作速度中叠加原理、力学原理、鞭腿技术动作的平衡等生物力学进行了分析,结果显示为了提高鞭腿技术动作,必须遵循鞭腿技术动作和速度叠加原理,提高出腿的速度;加强对鞭腿单腿支撑平衡动作协调能力训练,从而提高散打鞭腿技术动作。

散打;鞭腿;技术动作;生物力学

散打是两人按照一定的规则,运用武术中的踢、打、摔等攻防技法制胜对方的徒手对抗的现代竞技体育项目,它是中国武术的重要组成部分[1]。散打历来重视腿法,拳谚曰:“手是两扇门,全凭脚打人”[2]。这说明腿击在众多击发中具有举足轻重的地位。腿法内容丰富,可分为屈伸性腿法,直摆性腿法和扫转性腿法三大类。鞭腿是屈伸性腿法之一,鞭腿又分高、中、低三类,即可在远,中距离直接打击对方头部、胸腹部、肋部和下肢等部位,也可以结合多种步法、手法进行攻击,方法多变。在实践中运用较多,具有较大的杀伤力,下面以鞭腿技术动作为例,进行生物力学原理分析。

1 鞭腿技术动作过程

(以右鞭腿为例)身体左转90°,重心移至左腿,同时右腿以大腿带动小腿屈膝前摆,扣膝绷脚,随即向前挺膝鞭甩小腿,力达脚背至小腿下端,右腿屈膝落地成反架。[1]

2 鞭腿技术动作速度叠力原理

散打中的鞭腿技术动作主要是下肢打击性鞭打动作:使远端环节(踝关节、脚背)获得最大速度,为了达到这一目的,躯干和下肢各环节要尽力向鞭打方向运动,而且必须协调配合。遵循由近端环节依次加速的关节活动顺序性原理。做鞭腿技术动作时,下肢各关节的速度变化呈一定的规律性。首先是展髋,当髋关节出现最大速度峰值,接着开始减速;然后膝关节前摆,出现最大速度峰值接着开始减速;最后踝关节出现最大速度峰值,即每一环节最大运动速度是在前一环节达到最大速度获得的,近端环节制动的同时,远端环节做加速运动,远端环节(踝关节、脚背)获得速度是由近端环节(髋关节、膝关节)速度依次叠加而成的。使远端环节(踝关节、脚背)获得最大的速度。

3 鞭腿技术动作的力学原理

散打中的鞭腿是下肢做类似鞭子急速抽打的动作形式,鞭子急速抽打的特点可以说明鞭打的动作原理。鞭腿是人体通过发力较粗的鞭根(髋关节、大腿)产生加速度,然后突然制动。使较粗的鞭腿根部的动量向部游离端——鞭梢(踝关节、脚背)传递,由于鞭梢的质量比鞭根小得多,鞭梢产生比鞭根大得多的运动速度,其理论基础就是动量的传递。其动作形式除遵循物理学原理外还应遵循生物学原理。

3.1 鞭腿技术动作动量矩的传递

由动量定理可知,物体之间动量传递是通过相互作用力的冲量实现的,从鞭腿基本技术过程可知,鞭腿动作分为鞭打力学技术动作和鞭腿的制动技术动作。其中鞭腿的鞭打动作中是通过动量矩的传递而实现远端(踝关节、脚背)环节最大动量的获得,在做鞭打技术时,近端的肌肉收缩产生肌力矩,使近端(髋关节、大腿等)环节产生角加速度,获得动量矩,同时远端(踝关节、脚背)环节肌肉主动收缩产生力,该力产生的力矩使远端(踝关节、脚背)获得加速度的同时产生反作用力使近端(髋关节,大腿等)环节产生反向的角加速度而制动,由于相连的近、远端两环节之间存在冲量矩使得近端环节获得的动力矩传递至远端环节,使远端环节的角速度增大。在鞭腿制动技术过程中,由于远端(踝关节、脚背)环节的肌肉用力,在其远端环节产生角加速度运动的同时,产生阻力矩,致使近端环节产生鞭腿制动的技术过程。

3.2 鞭腿技术动作肌肉活动的顺序性

鞭腿技术动作的主要目的是使远端(踝、脚等)获得最大的速度,为了大这一目的,躯干和下肢各环节要尽力向鞭打方向运动,而且必须协调配合.散打运动员在做鞭腿技术时,各肢体环节的运动必须表现出一定的配合特征,即时序性,鞭腿技术动作各环节运动时序性的内在肌肉力学原因就是肌肉活动的顺序性原理。理论上说,下肢各关节活动遵循“大关节到小关节的依次加速运动形式”。即表现为髋关节-膝关节-踝关节的活动顺序。做鞭腿技术动作时,一般由大肌群首先活动,这些肌肉通常是梭形肌和羽状肌,收缩力量大,幅度也大,持续时间较长[3]。每一运动神经元支配的小肌群,肌纤维数量较少,准确性能较高,较为灵活。

3.3 鞭腿技术动作时肌肉的预先拉长

在完成鞭腿技术动作时,人体环节通常先向相反方向运动,反向运动能够使肢体预先拉长肌肉,拉长肌肉有两个方面重要作用:一方面在做鞭腿技术时,当髋关节、膝关节、踝关节向反方向运动,肌肉先做离心收缩紧接着转为向心收缩的工作形式,可以提高肌肉的爆发式收缩力。这种爆发力产生主要取决于两个方面原因。首先肌肉离心收缩时弹性能量的产生,储存以及向心收缩时储存弹性势能再利用。其次,运动神经中枢对肌肉的反射性调节作用。另一方面,鞭腿技术动作的反向运动预先拉长肌肉,肌肉的预先拉长可以延长肌力的作用距离。从做功的角度来讲,功能原理表明了力对空间的累积效应,反映了机械能的变化;从冲量的角度来讲,动量定理表明了力对时间的累积效应。

4 鞭腿技术动作的平衡分析

鞭腿技术当脚还未攻击对方身体时,自身只受到重力和地面反作用力,此时构成共线力系[4]。身体并未受到任何矩的作用。当脚攻击到对方身体时,此时身体受到重、地面反作用力和攻击对方产生的反作用力,三个构成力系。其平衡条件是在垂直轴方向的重力和地面反作用力合力为零。在水平方向是腰腹肌收缩产生的拉力矩以及重力矩之和与攻击对方产生的反作用力矩为零。此时身体才能处于平衡状态。如果合力和合力矩不为零,人体将倾倒在地,鞭腿技术动作属于下支撑平衡。由于是单腿支撑,支撑腿不仅要支撑身体的重量,而且还维持身体的平衡,支撑面小,稳定性差,难以维持身体平衡。支持腿微屈,降低了身体重心高度,提高了身体稳定性。通过对腰腹肌的练习,提高腰腹肌的力量,从而提高动力矩作用维持身体平衡。同时提高对腿部力量的训练,增强对支撑体重和维持平衡的能力。因此,在进行鞭腿技术训练时,加强对单腿力量、单腿支撑平衡能力和单腿支撑协调能力训练,增强学生的平衡能力,从而提高鞭腿技术动作稳定性。