棍术教学中“抡棍”技术动作力学分析

单保海，单凤云

（黑龙江东方学院体育部，黑龙江 哈尔滨 150086）

棍术教学中“抡棍”技术动作力学分析

单保海，单凤云

（黑龙江东方学院体育部，黑龙江 哈尔滨 150086）

棍术运动中抡棍、扫棍等动作，是出现频率非常高的具有一定代表性的技术动作。文章从运动生物力学角度，对棍术运动中抡棍动作进行转动力学分析，研究其内在的特点与规律，从而科学地指导学生的学习和训练，对棍术运动的技术提高和普及具有积极意义。

棍术；抡棍；转动力学

棍术是高校学生非常喜爱的一项武术运动。在棍术技术动作当中，最具有代表性的动作就是“抡棍”，人们常形容其为“棍扫一大片”，充分说明了棍术运动刚猛遒劲、威力巨大的动作特点。该技术动作由于涉及到身体及器械的旋转和水平发力，需要全身肌肉协调配合，所以完成起来难度较大，是棍术教学中的难点和重点。文章从运动生物力学角度对“抡棍”技术动作的原理进行分析，分析完成“抡棍”技术动作的关键因素和动作重点，对于改善学生动作完成的质量、提高学习效果具有积极意义。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以棍术课程中“左转体两周抡跳摔棍技术”的“抡棍”动作为研究对象。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法通过到黑龙江东方学院图书馆查询资料及利用互联网进行检索，查询与课题研究相关的文献资料，并为课题的研究提供理论支撑。

1.2.2 专家访谈法通过对哈尔滨市高校武术方面专家进行访谈，对文章的研究方法及观点给予指导及修正。

1.2.3 数理分析法通过运用力学定理、公式等，对棍术套路中“抡棍”动作进行数理分析，解决动作中力学方面的技术问题。

1.2.4 观察法通过观看教师及优秀学生“抡棍”动作的练习及录像，分析“抡棍”技术的各步骤动作及特点。

2 动作的原理分析

2.1 “抡棍”技术动作中身体各部位的转动特征分析

2.1.1 支撑腿的转动特征分析两周“抡棍”技术动作（以左转身“抡棍”动作为例）支撑腿的动作形式为：身体左转，左脚掰脚上步，右脚蹬地跟步后，形成双脚并脚转（此时身体旋转约270°），上动不停，左脚迅速后撤步，身体继续左转180°同时右脚跟脚成并步，至此全部旋转动作结束。通过对动作录像进行观察、分析，可以看出左侧腿随身体侧转出步，其主要力量来自于右腿的蹬地发力。而左腿支撑转动轴的确立为身体的迅速转动提供了有效支撑。此时，右脚的跟步使转动轴由原来的单一支撑转化为双脚支撑，为下一动左脚继续前行提供了可能。此后，随着支撑轴顺利转换到右脚，左脚随着身体的继续旋转迅速完成后撤，完成了身体在高速旋转的同时持续向攻击方向移动，并为下一动作奠定了基础，可见支撑腿的转动特征主要随身体的旋转移动为主，同时为身体旋转提供动力及为身体旋转提供有效的保障。可见双腿的协调配合和动作的快速承接对完成该项技术动作的成功与否起到了决定性作用。

2.1.2 躯干的转动特征分析在两周“抡棍”技术动作中，躯干的转动是承接上下肢的基础，躯干转动的质量将直接影响动作的整体效果。在“抡棍”动作的不同阶段，躯干的转动形式均不尽相同，是按一定的规律来进行旋转的。在完成动作的过程中，躯干实际上是进行了一个复合转动，从开始的预备动作到身体前行及右脚跟步，身体旋转270°，以及此后的左脚后撤步至身体旋转180°动作，躯干均为平动结合转动的复合运动。在整个动作完成过程中，躯干的运动看似被动，实则为力量传递的主体，具有十分重要的意义，主要体现在：一，使身体重心快速完成了在两个支撑腿间的相互变化，同时也是整个动作旋转速度与前移速度的重要标志；二，躯干转动的稳定与否，是转动动作成功的关键所在，为抡棍动作的完成及达到何种动作质量，起到了至关重要的作用。

2.1.3 上肢的转动特征分析从“抡棍”动作的导入姿势开始到动作结束，其动作步骤依次为：首先，置棍于身体重心右后侧，随着左脚掰脚上步，右腿跟进及身体的旋转前移。双臂在右腿蹬地和腰部肌肉辅助发力的作用下，迅速形成向左前方旋转抡棍，此后为借助惯性继续旋转；其次，在身体完成270°旋转后，随着左腿的后撤，右腿继续发力并借助身体旋转的惯性，臂再次发力、并最终完成“抡棍”动作。由此可见，上肢的抡臂发力动作不仅是抡棍技术动作展示出来的主要运动形式，更在动作的发力、助力、平衡及适时调整动作节奏方面起到了重要的作用。同时，其动作形式由于具有鞭打动作的技术特点，也符合鞭打动作的发力规律。

2.2 “抡棍”技术动作的力学原理分析

2.2.1 骨杠杆原理通过查阅骨杠杆的分类可知，速度杠杆是人体中配备最多且在运动中应用最为广泛的一种。依据此类杠杆的特点，结合抡棍动作的规律可以看出，抡棍过程中上肢的抡摆在某种意义上讲，就是充分应用速度杠杆的一个特例。由骨杠杆的原理可知，运动中要提高肢体的转动速度一般可采用两个途径：一是适当增大阻力臂，二是适当减小力臂，以此来增加肌肉的负荷，促使肌肉做较强的收缩。这就是说，运动中要达到“失之于力而获之于速”的目的，就应该服从速度杠杆的这一规律［2］，从而达到增加动作中的抡摆速度、提高打击效果的目的。

2.2.2 转动定律人体的转动主要存在着两种形式，一种是人体局部肢体或关节在肌力的作用下，牵引骨骼绕关节轴的转动；另一种是人体整体在外力矩作用下的转动。从转动定律可知，转动体绕固定轴转动时，转动体的转动惯量（I）与角加速度（β）之积（I=M×β）等于转动体所受的合外力矩(ΣM)。因此，要提高抡棍动作的角加速度，增加其转动速度，一方面就必须考虑到抡棍的转动惯量以及所受的肌力矩大小，另一方面则与右腿的蹬地发力和腰部肌肉收缩发力有关。

根据定律中三者的关系可以看出，其有效途径有二：一是增大肌力矩；二是缩小转动惯量。通过这两种方式都可以达到增加躯干转动速度的目的。

2.2.3 动量矩定理动量矩（K）是描述转动体转动强弱的物理量，其大小由转动体相对某固定轴的转动惯量（I）与转动速度（ω）之乘积决定。显然，转动体的动量矩越大，表明其转动能力就越强，转动体的转动效果就越好。由此可见，动量矩是影响肢体转动效果的另一重要因素。为了更好的分析转动体的转动特征，人们引入了动量矩定理。经研究证明，当动量矩的大小一定时，转动体所受的冲量矩（ΣMt）在数值上等于肢体的转动惯量（I）与转动速度（ω）之积的增量，即：ΣMt=I2ω2-I1ω1。从动量矩定理可以看出，当肌力矩一定时，肢体在某一时刻以不同的姿势转动时，动作的完成效果是不同的。也就是说，从“抡棍”动作的导入姿势开始到动作结束，从主发力腿（右腿）的蹬地、腰部的扭转发力及上臂的抡摆发力等各动作何时发力对于“抡棍”动量矩的变化量都起着重要的作用，是提高“抡棍”动作质量的一个不可忽视的环节。

2.3 增加“抡棍”转动效果的方法

从运动生物力学角度进行分析，主要应注重以下四个方面：

2.3.1 增加肌肉对骨杠杆的动力矩根据人体下肢肌肉的特点可知，可以使大腿、小腿发生转动的肌肉，绝大部分均为构成速度杠杆类型。从力矩的定义来看，增大力矩的方法有两个方面：一是增大作用力，二是增大动力臂。这两个因素中，任意一种都能达到增大动力矩的目的。但对于人体肌肉力矩而言，增加肌肉对骨杠杆的动力矩，只能靠提高肌肉的收缩强度、增大肌肉的爆发力来实现。因此认为：首先，应严格按照肌肉发力的顺序，保证好各肌肉各环节的力量衔接，从而使速度进一步加快。其次，支配好收缩肌肉和舒张肌肉的协调关系，为收缩肌的充分收缩发力提供便利条件。

2.3.2 减小肢体的转动惯量转动惯量是描述转动体保持原有状态的一种能力。转动体相对某轴的转动惯量越大，就意味着其转动状态越难以改变。因此，根据影响转动惯量大小的因素可知，转动体相对转轴的质量分布是决定转动体的转动惯量大小的重要因素。肢体的质量分布离转轴越远，其转动半径就越大，使得转动惯量越大，则要提高摆动肢体的速度就会越困难。因此，合理调整抡棍过程中上臂抡摆瞬间手臂与棍的角度位置，合理分布二者质量就显得尤为重要。所以，在抡棍发力时使身体充分超越器械，进而形成具有鞭打效果的抡转发力，对于增加抡棍的速度和提高躯干的旋转速度具有重要的作用。

2.3.3 注意动力腿和腰部肌肉的协调配合 抡棍技术动作中腰部肌肉的发力是辅助身体旋转最主要的发力源之一，其对手臂抡棍的加速效果最为直接。但纵观整个发力过程不难看出，真正的力量仍来自主力腿的蹬地发力，即：在主力腿蹬地发力的作用下，腰部肌肉扭转收缩，并最终形成了身体的旋转。因此，要想提高身体的旋转速度，达到增加抡棍发力的目的，必须注意动力腿的发力和腰部肌肉发力的协调配合，才能使抡棍动作达到最佳效果。

2.3.4 注意躯干的承接发力躯干的辅助相对各环节更为重要。这主要表现在两个方面：第一，躯干是人体中质量最大、转动惯量也是最大的部位；第二，人体四肢均与躯干相连，且四肢的转动均以躯干的转动为基础；第三，躯干是力量传导的重要部位，具有承上启下的作用。因此，在抡棍动作中强调躯干的承接发力就显得格外重要。在抡棍过程中，虽然躯干的发力并不明显，但是躯干重心与支撑重心的位置关系、发力过程中躯干部位（背肌、胸肌、腹肌）肌肉的配合等，均会对抡棍技术动作的完成质量产生重要影响。由此看来，抡棍动作中如果忽视躯干的转动作用，不注重躯干与肢体的协调与配合，必然会导致动作的失败。

3 结论

通过运用运动生物力学对“抡棍”技术动作进行分析，得知身体的转动速度、肌肉对骨杠杆的动力矩、肢体相对转轴的转动惯量以及躯干的协调与配合等方面有着密切的关系。在授课过程中，教师可以针对身体各部位的转动特征及转动力学各项数据分析结果，突破课程重点、难点，预设并有效解决学生学习过程中会出现的问题，对于提高学生的学习效果、改善“抡棍”动作质量及提高棍术整体教学水平具有积极意义。

［1］李玉刚.跆拳道横踢动作的转动力学分析［J］.武汉体育学院学报, 2003, (3) : 55-58.

［2］王以进.骨科生物力学［M］.北京:人民军医出版社, 1989.

［3］何瑞虹.2002年武术套路试行规则评分内容的相关分析［J］.北京体育大学学报, 2004, (10) :1422-1424.

［4］谢明川,韩英甲,等.十运会女子套路预赛取胜技术分析［J］.成都体育学院学报, 2005, 31 (4) :80-82.

［5］韩英甲.优秀女子套路运动员刀棍技能水平的现状研究［J］.山东体育科技, 2006, (1) : 10-12.

Mechanics Analysis of “Wand Brandish” in the Teaching of Teaching of Gunshu

SHAN Bao-hai, SHAN Feng-yun
(Physical Education Department of Heilongjiang East College, Harbin 150086, Heilongjiang China)

Brandishing and sweeping wand is the most frequent and representative technical action of the Gunshu movement. This paper analyses the rotation mechanics of the brandishing wand from the perspective of sports biomechanics movement and investigates its inner characteristics and laws so that we can guide students scientifically in learning and training. It has a positive significance for enhancing the wand technique movement and making it popular among us.

Gunshu; wand brandish; rotation mechanics

G807

A

1008-2808(2011)03-0073-03

G807

A

1008-2808(2011)03-0073-03

2009-12-18；

2010-11-22

黑龙江东方学院人文社会科学研究项目（课题编号：HDJ20080901）。

单保海（1976－），男，副教授，硕士，研究方向为体育教学与训练。