跳跃的力学分析对跳远运动员的影响

傅虎 秦迎鑫

中图分类号：G823.3   文献标识：A     文章编号：1009-9328（2021）06-063-01

摘  要  本研究将着眼于跳跃的力学分析对跳远运动员的影响，以此将力学给予跳远运动员的积极影响进行阐述。本文采用文献资料法、数理统计法、对比分析等研究方法，并对国内外优秀跳远运动员的助跑速度、垂直速度及水平速度损失率、跳远腾起角等参数进行对比分析，得出跳远诸影响因素之间的关系以及跳跃的力学分析对跳远运动员的影响，并就如何提高跳远成绩提出了见解。

关键词  力学分析  跳远  主要因素  提高成绩

一、前言

跳远原是人类猎取或逃避野兽时跨越河沟等的生活技能，后成为军事训练的手段，以及成为公元前708年古代奥运会五项全能项目之一。跳远运动中存在着诸多力学原理，但是最基础的原理与其他跳跃项目都是相同的。运动员只有掌握了基本的力学原理，才能做到侧类旁通，提高跳远运动的水平。因此，对跳远运动的力学原理进行分析是很有意义的。

二、跳远运动的力学分析概述

跳远运动中最为基础的力学原理就是牛顿第二定律，正是因为牛顿第二定律的合力，才有了人体运动状态的多种变化。相互作用力也是跳远运动中的一大力学原理，运动员正是借助与地面间的相互作用力来获得最大起跳速度和最佳腾起角。跳远大概分为四个阶段，即助跑、起跳、腾空和落地。本文对跳远力学原理的分析也将按照这四个阶段来进行[1]。

三、助跑时的力学分析

人不管是行走还是跑动都离不开摩擦力，这是人体移动的必备力。助跑時，人体受到自身的重力和地面的支持力。相对地面来说，人有向后的趋势，因此人体受到地面向前的摩擦力，这会使人体的重心位置受到一个力矩，其方向为顺时针。这个力矩的存在对于运动员的助跑十分不利。因此，助跑时运动员的身体要尽可能前倾，将自身的重心向前、向低调整，以此来克服顺时针力矩带来的不利影响[2]。

四、起跳的力学分析

起跳瞬间运动员会用力蹬踏板，同时受到踏板的反作用力。反作用力越大，运动员获得的动力就越大，而一旦蹬踏动作结束，运动员脱离地面，受到的力只有重力，运动员的运动就可以看作是平抛运动，此时腾起角度显得尤为重要。在跳远中，理想的腾起角度范围应是18°～30°。跳远过程中，腾空时间是由初速度的竖直方向分量决定，而初速度又是由运动员蹬地力的竖直分力所决定。在腾空时间一定的情况下，水平方向的初速度越大，跳的距离就越远。如果腾起角度过高，会使竖直方向分力变大，人能跳得更高，但是会导致水平方向上的分力减小，却不能跳得更远;腾起角度过小，水平方向分力增大，人会跳得更远，但是由于竖直方向上的分力减小，人的腾空高度降低，腾空时间减少，无法正常地完成跳远动作，甚至可能带来前趴的危险。因此，一个适当的腾起角度，对于获得最长的跳远距离就显得十分重要[3]。

五、腾空的力学分析

腾空阶段运动员的空中姿态非常重要，起跳阶段的目标是获得较大的初速度和适当的角度，而腾空阶段的目标是为了在良好的起跳的基础上，充分完成动作，同时还要保证动作的成功。运动员的动作近似竖直上抛运动，重心轨迹是一条直线。腾空阶段身体逐渐收缩，在最髙点处完成收腹，腿部尽量向上抬，向两臂靠近，两臂尽量上摆，保证身体的收缩。起跳阶段考查的是人体的爆发力和弹跳力，而腾空阶段主要考查人体的平衡能力和协调能力。如果能够保证身体在空中舒展地完成动作，就能获得最大的腾空时间和距离。蹬地瞬间如果大小腿之间的夹角太小，会导致重心降低，影响腾空高度。为了保证腾空过程中有一定的高度，在蹬地之后两腿要迅速并拢，在经过最高点之后两腿尽量往高抬，如此可以在一定程度上增加落地的距离[4]。

六、落地的力学分析

落地过程中，整个系统能量守恒，势能逐渐减小，能量都转化为了运动员与地面摩擦产生的热能。为了获得更好的跳远成绩，在落地过程中运动员的腿部要尽可能前伸，并通过四肢的调整来获得最好的落地姿势。为了保证落地过程的平稳，同时减少阻力，下落过程中应该让身体与地面保持一定的角度，这样才能避免发生前冲，或者后坐的问题。在落入沙坑之前，运动员的双臂要向后摆动，双腿向前，通过手臂来调整身体的姿态，控制平衡。在落地瞬间，运动员的膝盖应该微微弯曲，从而起到缓冲的作用。落地过程中的力学分析可以帮助运动员延长落地的距离，同时也能降低运动员受伤的风险[5-6]。

七、结论

通过以上分析可以看出，在跳远运动中力学原理起到了重要的作用。助跑阶段，力学原理帮助运动员获得最大的初速度;起跳阶段，力学原理帮助运动员获得最佳的腾起角;腾空阶段，力学原理帮助运动员获得最优的空中姿态;落地阶段，力学原理帮助运动员获得最大的落地距离。本文对跳远运动中的力学原理进行了分析，对于运动员跳远水平的提高能起到一定的帮助作用。

参考文献：

[1]赵金华.跳远运动中的力学知识[J].中学物理教学参考，2017，46（06）：50-51.

[2]于俊亭.跳远助跑与起跳技术的力学分析[J].江苏第二师范学院报，2015，31（09）：53-55.

[3]韩冰.力学原理在跳远运动中的应用[J].中学物理教学参看，2015，44（08）：82-83.

[4]田忠新.摆动技术在跳远起跳过程中的作用研究[D].太原：太原理工大学，2010.

[5]马克寿.跳远过程中几个技术动作的力学分析[J].中国体育科技，1999（10）：17-18.

[6]刘山玉.跳远运动的力学分析[J].郑州工业技术学院，2018（01）：47-48.