体操课中双杠挂臂挺身后滚翻的力学分析

李志宏

【摘 要】竞技体育的发展，越来越离不开科技的支撑，不同运动项目科研的侧重点不同。对于技巧类项目，各种动作技术生物力学原理的研究尤为重要。双杠挂臂挺身后滚翻是个难度系数比较大的动作，掌握和运用这一动作技术要领，对于完成正确动作有很大的帮助。采用文献资料法、图示分解法，运用运动生物力学对该技术动作的要领进行了分析，对体操教学中存在的各种常见问题如技术、身体姿态等进行了探讨，并研究部分需要特别注意的技术环节，希望能为体操教学提供理论依据。

【关键词】体操 双杠 生物力学 挂臂挺身够滚翻

在体操项目中，双杠是一项典型的弹性器械运动，其挂臂、摆动、回环、后滚翻都是该项目的特征性动作。通过对这些特征动作的生物力学原理探讨和分析，有助于我们对弹性器械运动一般原理和基本规律的认识和理解。更有利于把握用运动生物力学原理分析和解决动作技术水平。

一、研究方法

查阅大量有关双杠项目的研究资料，在分析归纳的基础上，根据以往研究结果，特别是总结本人在体操项目生物力学学习，解决了大量双杠训练中实际问题的经验，系统地分析了体操双杠项目特点，把双杠动作分成挂臂、摆动、回环、后滚翻等几大类，结合相关运动生物力学知识和理论，对双杠的这几类特征动作进行研究分析.提出一整套双杠运动中的运动生物力学原理，为单、双杠项目的训练科学化提供理论依据。

1.文献资料法

收集整理有关双杠技术方面的文献资料，确定研究范围。对体操双杠挂臂挺身后滚翻的力学分析这一环节进行系统的研究分析动作技术。

2.图示分解法

通过本人自身掌握、学习、体验和对体操双杠挂臂挺身后滚翻的力学分析，通过动作分析图再结合生物力学对双杠挂臂挺身后滚翻进行进一步的分析和研究。

二、双杠挂臂挺身后滚翻的一般生物力学原理

双杠是以摆动动作为主的器械运动，慢用力动作或者静力平衡动作在项目中已经不复存在。因而分析摆动动作即抓住了双杠运动的核心问题。双杠的挂臂挺身后滚翻通常有肩倒立、挂臂上下摆动、回环几个部分组成。

1.肩倒立的力學作用

在完成挂臂挺身后滚翻时已成型肩倒是动作的前提，而肩倒立时重力最大，想要完成整套动作，就要把重力作为动力，通过人体重心的重力线对肩撑双杠的支点产生力矩，加速人体绕双杠的转动。所以肩倒立的成功与否直接影响后面动作的完成的动力。

2.挂臂摆动动作的力学原理

（1）挂臂下摆动动作的力学原理

挂臂摆动在重心由高向下的前半部分是重力矩做功，起一个促使身体围绕圆心加快旋转角度的作用，在这一阶段的主要技术要领是抬高重心，顶开身体，使重心的旋转半径达到最大，从而达到最大的重力矩，获得最大的动力。图3至图9可以清楚地看到伸展身体，加大重力矩的作用。

（2）挂臂上摆动和挺身后滚翻动作的力学原理

挂臂摆动从重心由垂线的最低点向上运动起，就进入到动作的第二阶段。在这一过程中，重力矩起阻力作用，技术要领是，适当地收缩身体的某部分关节，从而达到缩小重力臂，减少重力矩，减少阻力的作用。前摆能上能下，后阶段仅靠下摆获得的动能自然上摆是不能使身体重心在上摆时有足够大的速度的，因为在上摆过程中，人体要克服身体重力做功，因此，必须通过有力的振浪兜腿，给重心一个上摆的冲量矩，以补偿向上重心速度的损失。根据人体力学原理，上摆兜腿方向为前上方45°—48°为宜。根据动量传递原理，制动技术是通过肌肉用力来减慢腿部的运动速度，从而使得上体的运动速度增加，这样腿和人体的运动速度得以重新分配。在腿急速前伸制动的同时，肩带紧张，两臂打开用力压杠，梗头上体急振，并与下体保持适度紧张，借助制动产生的动量转移及杠的弹性，使人体成一整体一齐向上方运动，完成前摆上动作。此阶段中，做衔接动作的前摆上与做单纯的前摆上，其技术要领基本相同，但它又不等同于做单个动作。做单个动作时，在全身肌力调剂范围内，制动早一点或迟一点，起肩快一点或慢一点，动作都可成功，只是质量（重心的高度、肩支撑情况）不同，因为它毕竟不用衔接动作，不用加速后摆，在腿自然下摆的过程中，练习者仍可适当调速整肩关节支撑身体重心的状况，在做衔接摆倒立的前摆上时，则应主动适时起肩，尽早的用肩支撑起人体重量，这样人体重心才“不浮”，不敢去加速后摆。

三、小结

体操运动中的动作系统的组成往往是根据比赛要求所规定的，动作系统的合理性和运动行为的目的性是一致的。虽然运用运动生物力学方法对体操运动技术进行研究已经取得一定进展，但肌肉力学仍是当今运动生物力学的热门课题。针对体操运动员肌肉力量的训练、机能评定将是今后的研究重点。

【参考文献】

[1] 张彪.中学体操教学中双杠摆动手倒立技术与教学分析[J].湖北体育科技，2008第5期.

[2] 钱竞光.体操动作技术研究中的实验方法生物力学科研方法[J].南京体育学院，2001第3期.

[3] 刘涛.运动生物力学理论在学校体操教学中的作用之研究[J].考试周刊，2007年第52期.

[4] 体育学院通用教材——运动生物力学[M].北京：人民体育出版社，1996.