空中姿态对大学生猜测结果的影响

空中姿态对大学生猜测结果的影响

作为身体的品质指标，跳跃高度在体育中的重要性引起了体育界的关注。至今,体育科学工作者围绕如何提高起跳成绩展开了许多深入的研究,发表了大量的文献资料。然而,以往的这些研究主要集中在起跳前的各种相关因素(如起跳角度、起跳方式、起跳技术与起跳能力等等)的研究,而对起跳后人体在空中飞行情况与起跳成绩相关性方面的研究还是比较少见的。事实上,在实际专项运动中,运动员在空中会有不同的姿态(如排球中拦网与扣球时伸腿与收腿等)。在起跳条件一定(弹跳力一样)时,起跳后这种空中姿态的不同对跳跃高度究竟有多大影响,至今还不十分清楚,这在一定程度上影响了弹跳能力的训练以及对其准确的测量与评价。本文用一维重心板对四种不同姿态的人体重心位置进行了测试。旨在通过实验分析,结合人体重心上抛运动的理论,来探索一下起跳后人体空中姿态对摸高成绩的影响幅度,为广大的体育工作者提供一些参考。1学习方法1.1组受试者的测试研究对象为山东师范大学体育系大学三年级学生。共有146名受试者参加了测试。作为机理性的研究,本文选取其中具有代表性的男女各一名作为研究对象,其个体参数如下:1.2学习方法1.2.1重心位置的测量实验设备采用用自制一维重心板,重心板的制作及重心位置计算方法参照文献。如图1所示,重心板两支点的长度L0为212.5cm,空体重时秤的读数F0为14.3kg。假设板的重量为G,板的重心位置离左侧支点的距离为d,人体的体重为W,人体重心位置离左侧支点的距离为L,有体重时秤的读数为F。在有体重与无体重时,写出各自的平衡方程,分别对左侧支点取矩,可得:空体重时Gd=F0L0(1)有体重时WL+Gd=F0(2)将(2)式减去(1)式,可得人体的重心位置L=(F-F0)L0/W(3)从(3)式可见,人体重心位置与板的重量及板的重心位置均无关。利用(3)式可以完成对人体重心的检测。由于重心板长度的限制(人体直体加手臂上举时,人体手指就要超出板长),实验时,我们让每一个受试者完成以下四种姿态的重心位置测量:人体标准平躺姿态、侧身屈腿、侧身屈腿单手上举、侧身屈腿双手上举。为了便于分析,我们对侧身屈腿姿态进行了控制。在实验中,要求每位受试者的大腿与板的纵轴方向相垂直,即选定髋关节弯曲90°,而双脚始终放置于左侧支点上。实验的目的是观察一下人体四肢的上下运动对人体总重心位置变化会产生多大的影响,为人体空中不同姿态对摸高影响的计算提供实验数据。1.2.2人体重心的变化与质点的运动一样,起跳后,人体重心的运动为一垂直上抛运动,其轨迹满足运动方程:h=V0t−12gt2(4)h=V0t-12gt2(4)式(4)中,V0为人体上抛初速度,t为上升的时间,h为上升高度。人体重心位置的运动在空中表现为到最高点前的上抛段,以及从最高点后的自由落体段。当起跳速度V0一定时,人体不论采用何种姿态,重心上升的最大高度(起跳高度)是一样的(如图2中的重心线)。然而由于人体结构的特殊性(为一多刚体系统),不同的姿态会有不同的重心位置,那么,通过四肢的升降就可以改变人体总重心位置。而在空中总重心位置不变的情况下(如图2中的重心线),四肢的上升则会引起人体整体的下落或摸高点的下落,即起跳成绩的下降;反之,四肢的下降就会引起人体整体的上升或摸高点的上升,即起跳成绩的上升。由此可见,单手直腿(图2中a)摸高成绩最好,双手上举直腿(b)摸高成绩其次,而双手上举屈双腿(f)最差。摸高成绩的差值应该等于两种姿态间(如图2中a到f)人体重心位置的变化量,而每一种姿态的重心位置可以通过一维重心板进行测量而得。为了便与分析,每种姿态的摸高成绩的差值都以单手直腿(a)为基准进行计算而得。2起落架后,人体各部位对比两个受试者的实验结果如表2及表3所示。其中表2为重心板上实测结果,而表3中的数据是根据表2中的测试数据进行计算而得到的。在表3中,a、b、c、d、e、f分别代表图2中六种姿态。b项值等于表2中“侧身屈腿举单臂”重心位置减去“侧身屈腿”重心位置;e项值等于表2中“侧身屈腿”减去“标准卧态”重心位置;考虑到人体的对称性,表3中c项值等于e项的一半;d项值等于b、c两项之和;f项等于b和e之和。从表3可以看出,人体在起跳腾空进入最高点时,直腿单手上举(a)摸高成绩最好;在此基础上,若加上另一手臂上举,形成直腿双手上举(b),则摸高成绩平均要下降2.4cm。若在直腿单手上举(a)的基础上,提升一条腿,形成单手提单腿(c),则摸高成绩平均要下降13.9cm。若考虑双脚同时上升,人体形成屈腿单手上举(e),则摸高成绩平均要下降27.5cm;若再考虑单手上升的作用,人体形成屈腿双手上举(f),则摸高成绩平均要下降29.9cm。运动员的摸高在3m左右。那么起跳后由于姿态的不同对摸高成绩最大可产生10%左右的影响,可见起跳后不同的空中姿态对起跳高度的影响是很大的。从表3的数据可以看出,与下肢相比,上肢的上下运动对摸高成绩的影响要小得多(小于五分之一),所以在空中姿态中,对起跳成绩影响最大的是下肢的升降姿态。从测试数据来看,女受试者尽管在身高、体重等方面比男受试者要明显的差,但在空中的姿态影响上,前者没有明显地差于后者,相反要略显好一点。3体外工作过程的模拟法用高速摄影的方法对不同姿态下的摸高来进行实际测量有一定的困难,这主要是因为起跳后人体空中姿态的变化是多种多样的,研究者对受试者进行动作姿态的控制有一定的难度。运用一维重心板对滞空能力的检测,该方法也有一定的局限性,主要表现在一是人体姿态受限制,不能实现各种专项空中运动姿态的模拟测量;二是只能实现静态测量,而实际运动是在空中动态完成的。然而,由于它具有设备简单及实验易操作性,尤其对于人体重心位置一般规律的探索性研究,应该说是一种很好的方法。本研究着眼于一般规律的探索,所以实验设计较为理想化。而实际起跳过程中,每个运动员都会有各自的空中特点,例如有的表现出起跳后双脚不是向前折叠,而是向后形成背躬;起跳后上下肢运动幅度有的比本实验设计的还要大,而有的运动员则要小于本实验设计等。此外,由于所选研究对象的运动能力较差,加上样本量较少,研究的结果难免有一些局限性,这一系列问题还有待于深入研究。4肢体姿态的影响4.1人体空中姿态对摸高有影响。对摸高的影响主要表现在四肢的上