背越式跳高的技术力学分析
背越式跳高是目前最流行的跳高技术,是我国各级各类学校体育教学中的必修内容,同其他跳高技术相比具有动作比较自然,能充分利用助跑的速度,等优点。
我认为,在背越式跳高的技术教学与训练中,要研究分析跳高的力学特点,要做到知其然更知其所以然,才能在教学过程中紧紧抓住重点、难点,有效提高教学与训练的水平。
下面就背越式跳高的力学特点谈一下自己的认识。
一、助跑
跳高是一项按一定规则,以克服高度障碍为目的的运动项目。
通过物理知识的学习我们知道,决定抛射体飞行高度的两个物理量:一是这个抛射体的初速度,二是抛射体同水平面的夹角。
在抛射体同水平面夹角一定的情况下,决定抛射体飞行高度的关键环节取决于抛射体的初速度。
我们知道,人体在腾空后,其实质就是一个抛射体,因此,若想提高人体腾空的初速度,首先必须具有足够的水平速度,而这一水平速度是通过助跑获得的。
因此,正确的助跑是跳高的基础,一次成功的试跳,在很大程度上取决于正确的快速助跑。
背越式跳高的助跑分为直线段与弧线段。
直线段的助跑一般跑四到五步,助跑时要保持高重心,且重心尽量保持平稳,大腿积极前摆。
弧线段一般跑三到五步,一般采用“j”字形弧线,即在弧线段的曲率逐渐加大。
但是对于初学者我认为采用圆弧形比较适宜,因为这种助跑路线的动作比较自然,初学者易于掌握。
助跑的最后一步是助跑与起跳的关键,助跑的水平速度通过起跳动作转化为垂直速度。
起跳技术的优劣与这一步动作质量密切相关,是助跑过程当中最关键的一步。
助跑的最后一步的距离对起跳的效果影响较大,距离一定要适宜,不能太大也不能太远。
因为最后一步是与起跳相结合的,助跑的方向是向前的,而起跳的方向是向上的,如果最后一步的助跑距离过大,使身体重心的位置与支撑点的位置过远,在身体离地的刹那,身体总重心的位置来不及移动到支撑点的正上方而形成制动,从而影响起跳效果。
反过来,最后一步的距离也不能太小,太小则造成起跳时间过短,使起跳腿来不及充分蹬伸,起跳不充分,形成跳不起来的现象,从而影响起跳效果。
根据以上分析,助跑最后一步的距离一定要适宜,起跳脚着地后,摆动腿积极向前、向上摆动,此时身体重心的位置迅速前移,在人体腾空的刹那,身体总重心的位置应位于起跳脚的正上方。
此时,地面对于人体的支撑反作用力恰好通过身体的重心,起跳的效果最佳。
我个人体会和通过实践检验,最后一步的距离比倒数第二步少20-30公分。
助跑最后一步,起跳脚距离横杆的垂直面的距离要适宜。
一般水平越高,起跳点距离横杆垂直面的距离越远。
初学者的这一距离约为半米。
如距离横杆过远,则造成人体腾空后的最高点在杆前,过杆时不是人体的最高点,影响过杆效果和跳高的成绩。
反之,如距离横杆过近,人体为了越过横杆,必须向内侧起跳,从而形成制动,造成‘进’不去,杆的现象。
助跑最后一步的摆腿方向同横杆的垂直面有一定的夹角技术要求起跳脚的脚尖指向远
端的跳高架。
当人们沿斜线助跑时,根据速度矢量的分解原理,可以把它分解成两个矢量,一个矢量平行于横杆,另一个矢量垂直于横杆。
从背越式跳高的动作效果来看,起跳点在跳高垫子的近端,而落点在垫子的远端,这是第一个矢量,即平行于横杆的矢量在起作用,而人体能越过横杆是第二个矢量在起作用。
一般人们在跳高架的四分之一处起跳,如在横杆的中间位置起跳,人体在过杆后可能落在垫子之外,使人受伤。
当人们沿弧线助跑时,为了克服离心力,身体必须向内倾斜,身体重心在地面上的投影点在支撑点的内侧,当助跑最后一步起跳脚着地时,身体仍要保持向内倾斜的姿势,此时身体重心的位置应位于支撑点的左侧后方,为接下来的起跳动作做准备。
一些初学者往往急于过杆,当助跑最后一步脚着地时,身体已转为正直,身体重心与支点的连线垂直于地面,给过摆腿动作,在人体腾空的瞬间,身体重心的位置,已位于支撑点的外侧,从而形成了转动力矩,人体不是跳过横杆,而是翻转过横杆。
当助跑最后一步起跳脚着地时,便立即开始做缓冲动作,使起跳腿的肌肉做退让动作。
研究表明,起跳腿膝关节的角度在140至150度时蹬伸力量最大。
所以,当起跳腿着地时,人们往往有意识地屈膝以降低身体重心,增大起跳时人体肌肉的工作距离,提高腾空的初速度。
但膝关节的角度要适宜,过大或过小均不能充分发挥起跳腿的蹬伸力量。
二、起跳摆腿
起跳的任务是迅速改变人体的运动方向,在保持合理腾起角度的情况下,尽可能提高腾起的初速度。
人们通过助跑得到一定的水平速度,通过起跳动作把这种水平速度转化为腾空高度。
因此,人们非常强调起跳腿的快速蹬伸动作。
在一般的跳跃动作中,都体现蹬摆协调配合的特点,谈到起跳就应该提到摆动的动作。
在起跳脚着地的一刹那,摆动腿大腿带动小腿,小腿放松下垂并积极向前上方摆动,同时带动同侧髋关节向前转动,此时支撑反作用力的方向恰好通过人体的重心,起跳效果最佳。
当人体腾空的刹那,膝关节的的位置应高于髋关节。
在进行弧线助跑时,身体由面对横杆逐渐转为侧对横杆,在过杆时却是背对横杆,这一转体动作主要靠摆动腿的摆动动作来完成。
技术要求摆动腿的摆动方向要稍向内扣,使人体形成旋转力矩,腾空后,由侧对横杆逐渐转为背对横杆。
为达到空中转体的目的,有人强调摆动腿的膝关节向一侧肩摆动,但这样强调摆动腿的摆动方向,往往会使初学者忽视向上摆腿的动作,从而影响起跳效果。
所以我认为摆动腿时稍向内摆动,能完成转体动作即可,摆腿动作要自然,不必过于强调向异侧肩摆动。
摆腿的同时不能忽视摆臂的作用,它同摆腿的作用是一致的,另外手臂是人体的一部分,手臂位置的上升意味着整个人体的总重心上升了。
三、过杆及落地
过杆技术是充分利用人体腾空的初速度,使整个身体顺利越过横杆。
当人体过杆时,身体重心的位置距离横杆的越近,则在其他条件相同的情况下,则跳过的高度越高。
比较跨越式、俯卧式、剪式、背越式等几种过杆姿势,无疑,背越式过杆时的总重心的位置是最低的,最符合上面的要求。
根据物理学的原理,我们知道人体在腾空后,身体总重心的轨迹在没有其他外力的作用下是不会改变的,但人们可利用内力,使人体正在过杆的部位尽量升高,降低已过杆和未过杆的部位,使整个身体在最高点依次过杆。
背越式跳高的过杆次序是:头、躯干、腿,当头和背过杆后,在杆上使已过杆的上体和未过杆的腿部尽量降低,形成反弓姿势,这时人体总重心的位置非常接近于杆面,这是背越式跳高技术优于其他几种跳高技术的原因之一。
总之,同以前的几种流行跳高技术相比,背越式跳高技术动作更自然,更合理,无论从助跑、起跳、过杆等几个环节相比都更有优势。
当进行背越式跳高的教学与训练时,如果
能向学生讲清楚跳高的力学原理,使学生能明白这么做的原因,必然会提高学生的练习兴趣,提高练习效果。