400m跑运动生物力学分析_跑的运动生物力学分析
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110m栏过栏技术运动生物力学分析文献综述
摘 要
本文通过对110m栏全程过栏技米的观察和分析,总结了110m栏各技术环节的关键以及技术的重难点。为各教练员进行针对性训练提出了一些参考。
关键词 过栏技术;跨栏步;栏间步
1.前言
采用文献综述的方法总结了每个阶段起跨腿和摆动腿技术动作,从生物力学、运动解剖学的角度分析了每个技术动作的原理及技术动作之间的联系,为110m栏的技术训练提供理论依据，尤其从生物力学、运动解剖学的角度分析了110m 跨栏比赛中关于运动员的身体重心、下肢动作、机械能量和能量有效性等每个技术动作的原理及技术动作之间的联系,为110m跨栏的技术训练提供理论依据。本文从运动生物力学角度对110m栏全程技术特点作运动生物力学的分析，对运动员在比赛中的技术动作进行生物力学分析,对教练员指导训练将有重要意义。
2.110m栏过栏技术的概念
110m跨栏跑的运动成绩是由运动员的平跑速度，过栏技术以及跑跨结合的能力决定的，而过栏技术是110m跨栏跑技术的重要组成部分，也是整个技术环节中最复杂的部分。过栏技术也称作跨栏步技术，是指起跨脚踏上起跨点到摆动
[1]腿的脚着地这一时期所表现出的技术动作。过栏技术包括起跨攻栏、腾空过栏下栏着地三个环节。
3.110m跨栏过栏技术关于运动生物分析方面的研究
中国知网核心期刊上进行搜索，然后在结果目录中进行查阅，其中对于国内外110m跨栏跑过栏技术关于运动生物力学的研究，现代跨栏跑步运动首先兴起于英国，19世纪中叶得到了广泛发展。因为能够提高运动员健康水平以及防治疾病，受到广大群众的欢迎。近些年来随着参加人数的增加，由跨栏跑引发的运动损伤越来越受到人们的重视。特别是常年从事跑运动训练的运动员，运动损伤现象尤其明显，这些损伤不仅影响到正常的训练、工作和生活，而且还影响到身体健康。
通过研究发现优秀选手的跨栏步较小,这是由于他们栏前距离的百分比增加所致。因此对高水平的选手来说过栏后一定要克服“顺惯性”跑的动作,在摆动腿下栏的同时同样应像高栏运动员那样主动压栏,加强摆动腿的下压着地,提高后蹬用力效果。众所周知，生物力学是用经典力学的基本原理和方法来研究生物系统的力学规律。运用生物力学有关原理来研究110m栏过栏时，其目的就是要合理的进行110m跨栏跑。目前运动生物力学测试手段按照测量对象的属性分为运动学参数测量、动力学参数测量、生物学参数测量。运动学参数测量包括测量运动的时间特征、空间特征、时空特征的参数，如速度、加速度、轨迹等;动力学参数测量包括力、力矩、转动惯量等参数的测量;而生物学参数测量则包括人体测量学、肌电等生物学因素的测量[3]。
“概括地说,用生物力学研究运动枝术的目的有两点:一是确定运动技术的一般规律及其原理,塑造标准或最佳运动技术的模式;二是运行运动技术诊断,鉴定运动员技术水平”。目前所见到的文献基本上属于第一种范畴。3.1起跑过第一栏技术
运动员起跑到第一栏的快速加速以及准确的栏间步点对于建立110m栏运动员通过前几栏的过栏节奏,发挥栏间速度是非常重要的。在起跑过第一栏的过程中,只有训练运动员具有准确的步点,才能实现快跑与过栏的良好转换。起跑时,如果用双数步过第一栏,摆动于后起跑器上;反之则置于前起跑器。
3.2栏间步
栏间步与其它任何短跑项目相比,110m栏需要运动员更多的比赛经验,这是取得优异成绩的先决条件,它要求运动员必须尽可能多地参加比赛,适应比赛环境;要求运动员在比赛、训练中形成最具实效性、经济性的栏间步以达到快跑和迅速过栏的目的。勿宁置疑,栏间步技术应该连贯、流畅并能允许运动员以相同的摆动腿攻栏(最好为左腿),因而栏间跑的步数最好采用单数步。如果运动员栏间采用双数步则会使运动员在攻栏时改变其摆动腿而影响起跨的连贯性,因此在比赛中,运动员的栏间跑最好采用单数步连贯、快速地跑完全程。然而要让运动员做到这点却相当困难,目前世界上仍只有少数优秀选手才能达到。下栏着地阶段摆动腿的技术动作是争议最大的,摆动腿积极下栏时的下扒动作是现代技术的特点,据研究表明:为了使肌肉在生理限度内有最大的弹性势能贮备,同时尽可能减小足着地时人体水平速度的损失,要求足着地时人体对地面的冲量的作用方向应趋向垂直方向,与水平面的夹角(着地角)要相应增大,同时也可以获得较高的着地重心。
关于曲腿下栏和直腿下栏的观点,研究认为我们不能从局部去看摆动腿的下栏技术。我们在分析运动技术动作时不仅要符合生物力学的原理,还要符合运动解剖学的原理,当起跨腿处于垂直支撑阶段时,摆动腿的足跟几乎碰到臀部,膝关节的夹角比一般短跑运动员相应的要小(可达28°一34°),这个角度在慢跑中或静止状态是无法做到的。在起跨腿充分前蹬的情况下摆动腿在充分送髓的前提下,以髋关节发力向上快速摆动攻栏时下腿的摆速落后大腿的摆速,由于惯性的作用才使摆动腿的膝角变小。在下栏阶段小腿不存在主动摆直的动作,解剖学研究证明:“当大腿弯曲时,膝关节的股二头肌,半膜肌会产生被动不足的现象阻碍膝关节的伸直25°。所以在膝关节夹角很小的情况下主动伸直膝关节是很困难的。而摆动腿的“直”是在大腿已经完全停止向上运动,上体与大腿夹角处于最小,此时大腿突然停止向上摆动,并向相反的方向下压,此时小腿来不及变换方向,仍以原速度向上,因而被有力地抛向前上方,形成了栏前的“直”现象。因此在这个技术动作方面不应该存在什么直腿下栏与曲腿下栏之说,主要还是髓关节的肌肉力量及灵活性。是大腿带动小腿的结果。另外在摆动腿积极下压的同时,大腿在休侧平着过栏,这必须使大腿在髓关节处外展90°才能达到。但是髓关节外展幅度最大为45°(其它关节不动)也就是说当大腿在髓关节处外展超过45°以后,必须与腰骼关节联合运动才能达到,做此动作时首先需要后腿在屈和外展的同时并旋外,大腿的旋外很关键(要求膝高于躁的原因),因为它可使股骨大转子避免与髂骨外侧前部相碰,可增大髓关节的外展幅度,同时在小腿屈和旋外肌的作用下才能使整个起跨腿达到平着过栏的目的。因此,在分析运动技术动作时要结合运动解剖学、运动生物力学及运动生理学各方面来分析问题,我们不能只从局部来分析运动技术动作并且还要考虑到各个动作之间的相互关系和运动员自身的身体特点。比赛中大多数选手都在跨越几栏后因技术和疲劳原因而被迫缩短其步长,改变其栏间步而出现栏间步数的变化。水平越低的选手,这种变化会出现得越早。
4．结语
尽管我国的110m跨栏过栏技术在运动生物力学方面这些年来有了明显的发展, 虽然依然过栏技术却观点有所不同，但通过仔细了解、学习总结了有了许多的收获，主要体现在以下几点: 1.下栏着地阶段摆动腿的技术动作是争议最大的,摆动腿积极下栏时的下扒动作是现代技术的特点,为了使肌肉在生理限度内有最大的弹性势能贮备,同时尽可能减小足着地时人体水平速度的损失,要求足着地时人体对地面的冲量的作用方向应趋向垂直方向,与水平面的夹角(着地角)要相应增大,同时也可以获得较高的着地重心。
2.关于曲腿下栏和直腿下栏的观点,研究认为我们不能从局部去看摆动腿的下栏技术。我们在分析运动技术动作时不仅要符合生物力学的原理,还要符合运动解剖学的原理,当起跨腿处于垂直支撑阶段时,摆动腿的足跟几乎碰到臀部,膝关节的夹角比一般短跑运动员相应的要小(可达28°一34°),这个角度在慢跑中或静止状态是无法做到的。在起跨腿充分前蹬的情况下摆动腿在充分送髓的前提下,以髋关节发力向上快速摆动攻栏时下腿的摆速落后大腿的摆速,由于惯性的作用才使摆动腿的膝角变小。
3.在下栏阶段小腿不存在主动摆直的动作,当大腿弯曲时,膝关节的股二头肌,半膜肌会产生被动不足的现象阻碍膝关节的伸直25°。所以在膝关节夹角很小的情况下主动伸直膝关节是很困难的。因此在这个技术动作方面不应该存在什么直腿下栏与曲腿下栏之说,主要还是髓关节的肌肉力量及灵活性。是大腿带动小腿的结果。
4.过栏前和过栏后的步幅大小决定过栏效率的高低，栏前的起跨决定身体重心的运动轨迹,它是影响过栏最优化的一个决定性因素。过栏的质量和起跨时的身体重心高度直接相关。
5.过栏技术应该紧密与运动生物力学、解剖学、运动学同时交叉、贯通，这样对于400m跨栏过栏技术及整个跨栏技术都会有更大的质的飞跃。
5.参考文献
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