田径运动项目技术原理

第二章田径运动项目技术原理 第一节田径运动技术基础理论的发展第二节跑的技术基础理论第三节跳跃技术基础理论第四节投掷技术基础理论 第一节田径运动技术概述 田径运动技术 是人们合理地运用和发挥自身的机体能力 有效地完成跑得快 跳得高和远 掷得远的动作的方法 任何人的技术都必须符合运动生物力学 人体解剖学 人体生理学等体育学科理论的有关要求 所以 田径运动技术原理是运用有关的体育学科理论 对田径运动技术中具有普遍意义的基本规律和科学道理的分析和解释 实效性 是指完成动作时能充分发挥人体的运动能力 从而产生最大的作用并获得最佳的运动效果 经济性 是指运动过程中合理地运用体力 在获得最佳运动效果的前提下 最经济地利用人体的能量 避免人体能量不必要的消耗 一 评定田径运动技术的标准 1 内力 指人体运动器官相互作用时所产生的力 如肌肉收缩力 关节内部和关节外部 韧带 的阻力 肌肉组织内部的摩擦力 对抗肌的拉力等 2 外力 指人体或器械与外界物体相互作用时 外界对人体或器械作用的力 外力有支撑反作用力 重力 空气作用力 摩擦力等 二 田径运动中的力 田径运动是体能类运动项目 田径运动技术是指人们合理地利用自己的运动能力 创造田径运动各项目成绩的方法 田径运动技术基础理论阐述的是田径运动走 跑 跳跃 投掷各项目的基本规律 即完成动作时运动员身体的姿势 动作的方向 幅度 距离 节奏 速度以及力的相互作用等基本的运动学和动力学特征 三 田径运动技术基础理论的发展 一 国内外对田径运动技术基础理论的论述特点 田径运动技术必须符合运动解剖学 运动生物力学的客观规律 1 走和跑走和跑同属周期性运动项目 运动员通过多次周期性重复用力 力求在最短的时间内通过一定的距离 1 起步和初获成就阶段 1 原苏联在40年代就开始了对田径运动理论进行系统 深入 细致的研究 着地瞬间缓冲阶段垂直瞬间后蹬阶段 支撑时期 2 发展和步入世界先进水平阶段 离地瞬间身体总重心上升阶段身体总重心轨迹最高点身体总重心下落阶段 腾空时期 B 影响走 跑的力 内力 肌肉工作所产生的力 外力 重力 空气阻力 支撑反作用力 C 支撑时期的某些动力学特征 D 身体各环节及总重心的运动 E 各种距离跑的运动学特征 3 恢复和登峰阶段 2 原民主德国走 跑技术基础理论包括下列内容 A 动作周期的划分及周期的最重要阶段 B 后蹬力的作用 参与后蹬工作的主要肌群 C 跑步动作的节省化 跑的直线性与肌肉的协调工作 D 步长 步频与跑速的关系 E 不同的比赛距离要求有不同运动强度 3 美国着重从以下几方面论述跑的技术基础理论 A 决定跑速的两个因素 跑速 步长 步频步长由三个分距离组成 后蹬距离 离地瞬间身体重心超过支撑点水平距离 腾空距离 身体重心在腾空中通过的水平距离 着地距离 着地瞬间支撑点距离身体重心水平距离 B 腿在跑动中的动作是周期性的 两脚依次着地 被上体超过后又离开地面向前摆动 准备下一次着地 这一周期可简单地划分为 支撑阶段 从脚着地到身体重心前移过脚 后蹬阶段 支撑阶段结束时开始 脚离地时结束 摆动阶段 脚离开地面开始 向前摆动 准备下一次着地 C 影响步长与步频的诸因素 4 我国的走 跑的技术基础理论部分主要包括以下内容 A 竞走 跑的基本特征 动作周期及其划分 B 途中跑一个周期中各阶段的特点 任务 C 影响走 跑的力 内力 人体各部分之间相互作用的力 外力 支撑反作用力 重力 摩擦力 空气阻力 惯性 E 步长与步频及其决定因素 2 跳跃 1 原苏联将跳跃项目分类 A 分别用斜抛物体公式表示腾起初速度V0 腾起角a与人体总重心腾越高度H和远度S的关系 B 起跳中的摆动动作 C 完整练习的各组成部分 助跑 起跳 腾空 落地 2 原民主德国着重从生物力学的角度对跳跃中的起跳 腾空 落地动作进行了阐述 各种跳跃项目垂直速度和水平速度的比例关系大体如下 三级跳远1 4 0 3 0跳远1 3 0 2 5跳高1 0 6 0 5 3 美国在阐述跳跃基础理论时分别对影响跳远 三级跳远 跳高 撑竿跳高运动成绩的因素进行分析 A 跳远 跳远成绩为三个分距离之和 B 三级跳远成绩可以看作是三个起跳距离S1 三个腾空距离S2和三个落地距离S3的总和 C跳高 跳高成绩可视为三个高度之和 D 撑竿跳高的成绩可视为四个高度之和 4 我国教材在论述跳跃技术基础理论时 着重就下列问题进行了阐述 A 跳跃技术特点和起跳用力机制 B 跳跃运动的腾起初速度和腾起角 C 跳跃运动的空中动作和着地 助跑和起跳 D 撑竿跳高和三级跳远的技术原理 E 跳跃运动的空中动作和着地 3 投掷 1 原苏联主要从以下几个方面阐述投掷技术基础理论 A 各投掷项目尽管器械形状 落地区域和竞赛规则不同 但均受力学原理的制约 B 最后用力时力的递增速度与肌肉用力顺序 C 完整投掷练习的各个技术环节 2 原民主德国将完整的投掷技术分为四个基本阶段 3 美国的某些材料关于投掷项目技术基础理论的阐述如下 A 推铅球的成绩等于以下两个距离之和 出手瞬间铅球超出抵趾板内沿的水平距离S1 铅球在飞行中通过的水平距离S2 B 影响其它投掷项目 掷铁饼 掷铁饼 掷链球 成绩的主要因素是 出手速率 出手高度 出手角度以及器械飞行中的空气动力学因素 4 我国教材从以下几方面来论述投掷技术基础理论 A 决定投掷远度的因素 器械的出手初速度V0 出手角度a 重力加速度g B 流体力学的因素 作用于铁饼 标枪的空气浮力与下列因素有关 铁饼的飞行 标枪的飞行 1 由对动作外观的描述转为动作实质的论述 2 对动作机制的解释由以机械力学为基础转为以运动解剖学 运动生物力学为基础 3 对动作技术的分析由单纯的运动学特征描述充实为既有运动学特征描述又有动力学特征描述 田径运动技术基础理论的发展回顾 二 田径运动技术基础理论的发展趋向1 对田径运动各项目实质认识的不断深化 将为技术基础理论充实新的内容 1 投掷过程中铅球的位移轨迹 2 投掷过程中铅球的速度结构 2 其它相关学科新的研究成果是充实田径运动技术基础理论的又一来源 图4股二头肌在不同跑速时的活性时相轨迹图 跑是单脚支撑与腾空相交替 蹬与摆紧密配合 动作协调连贯的周期性运动 田径运动径赛项目的目的是以最短的时间跑完相应的距离 它主要是由起动 起跑与加速跑 和途中跑两部分组成 第二节跑的技术基础理论 途中跑是全程跑中跑离最长 速度快的一段 各种技术参数相对较稳定 一 周期的结构与划分运动员的身体作为一个整体 在途中跑的一个周期中经历了两次单脚支撑状态和两次腾空状态 一 途中跑 二 途中跑的肌肉工作任何物体的运动都是力相互作用的结果 跑的动力来源是肌肉工作所产生的力 但只有当它与外力相互作用时 人体才能产生运动 肌肉工作效果主要决定于六个因素 1 单个肌纤维的收缩力 2 肌肉中肌纤维的数量 3 肌肉收缩前的初长度4 中枢神经系统的机能状态 5 协同肌 对抗肌配合工作的协调性 6 肌肉对骨骼发生作用时的力学条件 即力臂的大小 图7在一个单步中的腿部动作及与其相应在的肌肉工作情况 三 途中跑的运动学 动力学特征途中跑的动作是在人体已具备了一定水平运动速度的情况下完成的 人体的向前运动是后蹬的支撑反作用力所产生补充速度与该瞬间已具有的水平速度联合作用的结果 V2后蹬时支撑反作用力所产生的补充速度V运动员离地瞬间的腾起速度 矢量 A离地时身体重心的腾起角L身体重心抛物线转迹 三 决定跑速的因素主要是步长和步频步长是指两脚着地点之间的距离 步频是指单位时间内跑的步数 两者的乘积就是跑的速度 跑速 步长x步频 关系 保持步长不变提高步频或保持步频不变而加大步长 都能提高跑速 过分加大步长而降低步频 或过分加快步频而减小步长都是不可取的 因此 只有了解影响步长和步频的各种因素及两者关系 才能达到提高跑速的效果 1 步长是由后蹬距离 腾空距离和着地缓冲距离3部分组成 1 后蹬距离 取决于腿长和髋关节灵活性 后蹬角度和后蹬腿伸展的程度等因素 2 腾空距离 取决于腾空时的初速度 腾起角度和空气作用力等因素 腾空距离主要是受后蹬阶段的效果所制约 3 着地缓冲距离 取决于腿长 着地角度和脚着地的时机等因素 为了通过增加步长来提高跑的速度 必须提高后蹬和摆动效果 要提高后蹬的效果 就必须做到后蹬的力量要大 速度要快 动作要充分 同时要掌握好后蹬的方向和适宜的后蹬角度 每跑一步 必然是一腿向后蹬地 另一腿向前摆动 两腿动作是密切配合的 摆动腿前摆的要求是方向要正 速度要快 并通过积极 送髋 加大前摆的力量和幅度 2 步频取决于完成每一步的时间 分为支撑时间和腾空时间 1 支撑时间是着地缓冲距离和后蹬距离所花费的时间 它与着地缓冲技术和后蹬动作的完成速度等因素有关 2 腾空时间是腾空距离所用的时间 它与腾起的初速度 腾起角度和空气作用力等因素有关 提高步频需要缩短每一步中的腾空时间和支撑时间 缩短腾空时间 减小后蹬角度 加大后蹬时的水平分力 减小垂直分力 从而降低跑进时身体重心的腾起高度 缩短支撑时间是缩短着地缓冲时间 步长和步频还与上体姿势和两臂摆动动作有关 整个摆臂动作应自然 放松 并与下肢动作协调配合 步长和步频的相互关系是因人而异 各不相同的 因为它受每个人的身体形态和身体素质等多种因素影响 在实践中 根据个人的特点 合理搭配和调控好 二 起动起动包括起跑和加速跑 无论是蹲踞式起跑还是站立式起跑 其任务都是使运动员的身体在最短的时间内由静止状态转入最佳的向前运动状态 都必须尽量利用身体总重心投影点位于支撑点前方时在重力作用下所产生的向前水平分力 一 起动时的肌肉工作在起动与加速段人体的向前运动主要依靠支撑腿强有力的蹬伸动作 在起跑和加急速跑中 起主要作用的是后蹬动作 此时的支撑时间比最高跑速时约大1 5 1 8倍 这就有可能利用较大的摆动半径 从而使身体获得较大的水平加速度 二 起动时运动学动力学特征起跑时膝关节的角度对起跑效果起着非常重要的作用 在一定范围内增大这个角度有利于腿的快速蹬伸 而减小膝关节角度则能增加施加于支撑面的压力 从而获得更大的支撑反作用力 当运动员听到起跑信号后 到开始做动作之间 有一短暂的反应潜伏期 优秀短跑运动员起跑反映潜伏期约为0 12 0 14秒 然后两腿同时开始用力蹬离起跑器 但后腿用力持续时间短 前腿用力持续时间长 图9支撑时期主要运动学 动力学特征曲线 O鸣枪瞬间f1 预备 口令时起跑器所受的压力F2作用于手起跑器的力之最大值f3作用于前起跑器的力之最大值T1起跑反应潜伏期t2起跑反应运动期t1 t2起跑总时间 一 跳跃项目特点及阶段划分田径运动中的跳跃 是人体运用自身的能力或借助一定的器材 通过一定的运动形式 使人体腾越尽可能的高度或远度的运动项目 田径运动的跳跃项目是周期性和非周期性相结合的混合性质的运动 第三节跳跃技术基础理论 1 助跑阶段 人体水平位移阶段 2 起跳阶段 人体由水平位移向抛射运动的转变阶段 3 腾空阶段 人体的抛射运动阶段 4 落地阶段 人体抛射后的下落着地阶段 在以上4个阶段中 助跑和起跳是影响跳跃成绩的主要阶段 而起跳阶段又是跳跃技术的关键部分 跳高运动员的抛物线轨迹形状像陡峭的山峰 跳远运动员的抛物线轨迹形状较平缓 三级跳远运动员身体重心的轨迹为三个相连的平缓抛物线 其轨迹的总远度是决定三级跳远成绩的基础 撑竿跳高是一项借助撑竿支撑与摆动 并在撑竿上完成人体摆动 推竿而腾越过杆的项目 运动员的握竿高度是决定撑竿跳高成绩的基础 一 跳高1 跳高成绩由3个部分组成 1 腾空前身体重心的高度 它取决于身高 腿长和腾空前的身体姿势 2 腾空前身体重心高度到腾空最高点的垂直距离 它取决于起跳离地时身体重心腾起的初速度和腾起角度 3 腾空最高点时身体重心与横杆的垂直距离 它取决于过杆时的身体姿势和过杆动作 二 决定腾空高度和腾空远度的主要力学因素 跳高成绩由离地高度h1 腾起高度h2和杆上高度h3所组成 2 技术分析 1 从H1来看 身高和腿长无法改变 但在技术方面 身体充分向上伸展 提高起跳离地时身体重心的高度 有效地增大H1的值 2 从H2来看 根据抛射运动物体上升高度公式 H 得知 在跳高中 人体重心上升的高度 主要取决于腾起初速度和腾起角度 因此 起跳是跳高技术的关键 跳高的腾起角度是人体离地时身体重心腾起初速度方向与水平方向构成的角度 它的大小与起跳离地瞬间垂直速度和水平速度的比例有关 虽然腾起角度在90度时其正弦值最大 但在跳高中由于要越过横杆 同时要利用助跑获得的水平速度来加快起跳动作 因此不可能采用90度的腾起角 由于过杆姿势和需要利用的水平速度不同等因素 跳高的腾起角一般在50度 65度之间 使起跳腿在完成退让性工作过程中 最大限度加大腿部伸肌群的紧张度和初长度 起跳时 摆动腿与两臂的摆动 不仅能提高H1的值 而且还有助于增加H2的值 3 H3通常是负值 为了尽量缩小H3的值 需要采取合理的过杆姿势和做出合理的过杆动作 使身体各部位依次越过横杆 在撑竿跳高项目中 握竿高度和推竿高度是决定运动成绩的主要因素 同时还应考虑到过杆时身体重心最高点与横杆高度之差 二 跳远1 跳远的成绩 L 由3个部分组成 1 腾空前身体重心投影点距起跳板前沿的水平距离 L1 2 是腾空阶段身体重心飞行的水平距离 L2 3 着地时身体重心投影点与着地点之间的水平距离 L3 跳远的成绩可以用L L1 L2 L3公式来表示 S S为腾空远度V0为腾起初速度 为腾起角g为重力加速度 三 三级跳远三级跳远的完整动作与跳远有较大的差异 但每一跳远度的构成因素与跳远基本一致 因此 三级跳远的成绩可以看成是由连续的3次跳远成绩所组成的 即每一跳都可视为一次跳远 决定跳远成绩的3个距离 L1 L2 L3 的因素在三级跳远的三跳中基本适用 三 跳跃各阶段的技术要求 一 助跑1 任务 是获得必要的水平速度和为起跳产生必要的垂直速度创造条件 2 通过起跳改变人体运动方向创造良好的条件 二 起跳1 任务 是获得必要的垂直速度 以获得尽量大的腾起初速度和适宜的腾起角度 2 跳跃项目共同的要求是 放脚着地动作要积极 快速 以脚跟接触地面后应迅速滚动至全脚掌着地 三 腾空1 任务 是利用起跳时的身体重心运动轨迹 根据不同项目的需要 做出一定的姿势和动作 以使整个身体顺利越过横杆或维持好身体平衡 为下落着地动作创造良好条件 2 腾空阶段的共同要求是 各种空中姿势和动作要做得适时 并能取得实效 四 下落着地1 任务 是通过屈膝 屈肘 团身 倒体等动作来做好缓冲 以防止外伤和减少体力的消耗 2 远度项目的下落着地动作对运动成绩会产生一定的影响作用 起跳是在人体快速向前运动的条件下 身体与地面发生的一次非弹性碰撞 接着以积极的蹬伸动作使人体腾起 一 打击力 二 缓冲时对地面的压力 三 制动力 三 制动力 四 蹬伸力 五 起跳中摆动动作的惯性力 四 起跳的力学机制 五 空中动作基本理论 一 身体在空中的任何动作都不能改变身体重心的运动轨迹 二 身体的补偿运动 当身体在腾空时 某一部分的下降 必然引起另一部分的升高 身体的这种运动叫补偿运动 三 身体在空中的转动 身体的转动可分为直接转动和间接转动两种 第四节投掷技术基础理论田径运动中的投掷是人体运用自身的能力 通过一定的运动形式 将手持的规定器械进行抛射并尽可能获得远度的运动项目 一 投掷阶段划分虽然田径运动各投掷项目的器械 场地 运动形式等有所不同 但它们都可以分为以下4个紧密相连的技术阶段 1 准备阶段 包括握持器械和预备姿势 2 预加速阶段 由于器械 场地等条件不同 预加速阶段有助跑 滑步 旋转3种形式 3 最后用力阶段 由人体携持器械运动向器械抛射运动的转变阶段 4 结束阶段 器械出手后的维持身体平衡阶段 二 决定投掷成绩的因素1 田径运动投掷项目的运动成绩 S 由3个部分组成 1 器械出手点的投影点到起掷弧内沿之间的水平距离 S1 它取决于身高 臂长和器械出手时的身体位置与身体姿势 2 器械出手点高度到出手点高度水平线与器械飞行抛物线的交点之间的水平距离 S2 它取决于器械出手的初速度 出手角度以及空气的作用力 3 出手点高度水平线与器械飞行抛物线的交点的投影点到器械落地点之间的水平距离 S3 它取决于器械出手的高度 出手角度 器械飞行的速度以及空气的作用力 投掷项目的成绩可以用S二S1 S2 S3公式来表示 S1 保证适宜出手角度的前提下尽量伸直投掷臂和在保证不犯规的情况下身体重心尽量向前 以此来提高S1的值 铅球出手高度和成绩关系 出手速度 13米 秒 出手角度 410 链球出手高度和成绩关系 出手速度 24米 秒 出手角度 440 S2 根据力学物体斜抛运动方程 S 得知 器械飞行远度主要取决于器械出手的初速度和出手角度 在不考虑空气作用的条件下 决定器械飞行远度S的因素为 器械出手时的初速度V0 器械出手角度和器械出手时的高度h 重力加速度g为常量 在三个变量中 器械出手初速度是最重要的因素 2 器械出手的初速度 1 适宜的投掷角度前提下 最大限度地提高器械出手的初速度 2 器械出手的初速度和预加速阶段器械获得的速度有关 优秀运动员滑步或旋转推铅球可比原地远1 5 2 5m 掷铁饼可远8 12m 掷标枪可远20 30m 在投掷运动中 要重视和掌握好预加速 助跑 滑步 旋转 阶段的技术 并使预加速阶段器械获得的速度在最后用力阶段能发挥作用 3 为了提高器械出手的初速度 要求加大对器械的作用力 A 完善的投掷技术 要求人体运用全身力量 最后通过投掷臂将力量集中到器械上 B 发展投掷运动员的力量素质 在投掷训练中具有十分重要的意义 C 当力一定时 力作用于器械的距离越长 则器械获得的初速度越大 D 在用力距离相等的情况下 力作用在器械上的时间越短 则器械获得的初速度也越大 3 器械出手的出手角度 1 根据抛射力学实验证明 抛射角度为45度时射程最远 2 投掷项目由于器械的出手点和落点不在同一个水平面上 出手点高而落点低 出手点和落点的连线与 k平线之间有一夹角 通常叫地斜角 由于受地斜角的影响 掷标枪 掷铁饼还受空气作用力的影响 在实践中 各投掷项目的适宜出手角度如下 推铅球38度 42度 掷标枪和掷铁饼30度一35度 掷链球42度一4