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生物力学有关论文范文集,与斜坡超速跑训练对短跑运动技术影响的生物力学相关毕业论文怎么写
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摘 要:运用摄像、肌电及三维力同步测试了四种不同斜坡超速跑训练,结果表明:斜坡超速跑训练改变了运动员着地腿支撑时间的分配,使缓冲时间明显变短,蹬伸距离明显增长,缓冲时间/后蹬时间及支撑时间/腾空时间两个比值更趋向合理,摆动腿摆幅更大,离地时髋角较小,大腿剪绞速度显著提高,因而有利于人体质心提速,斜坡跑摆动腿膝关节速度、着地腿“扒地”速度均显著高于平道跑,这使运动员着地时拥有更小的支撑膝角与髋角,从而有利于SSC功能的发挥,斜坡跑引起支撑腿刚度显著改变,而刚度的变化可能是由于运动员力平台腿着地方式的改变所致,从而影响到支撑腿压力中心移动的幅度和速度,斜坡坡角大小对超速训练效果影响较大,2°、3°斜坡既能增大运动员的跑速,又不影响运动员跑的动作技术结构,因而被确定为本次实验对象的最佳坡角.
关 键 词:斜坡跑,超速训练,同步测试,生物力学参数,机制
中图分类号:G822.12
文献标识码:A
文章编号:1007-3612(2010)01-0123-06
ABiomechanicalAnalysisaboutSlopeOverspeedRunninginSprint
TechniqueTraining
LUOJiong
(CollegeofPhysicalEducation,SouthwestUniversity,Chongqing
400715,China)
Abstract:Thecamera,electromyography,andthree-dimensionalforcesimultaneouslytechniquewasusedtotestfourdifferentslopesrunningspeedtraining,resultsshowedthattheslopeoverspeedtrainingchangedthetouchdownlegsoftimeallocationandmakethebuffertimesignificantlyshorter,frogstretchdistanceincreasesignificantly,thetworatiooftheBufferTime/BackSteptimeandsupporttime/emptyouttimetendtomorereasonablelevel,Theslopeoverspeedtrainingmadeswinglegswingbreadthlarger,asmallerhipangleofleaveofftheground,thighscissorsspeedincreasesignificantlywhichareconducivetoraisingspeedofhumanphysicalmasscentre,Thesloperunninghasfasterspeedofswinglegknee-jointandfaster“pawing"speedoftouchdownlegsthanLevelRoadrunwhichmakesasmallerkneeangleandhipanglewhentheathletetouchground,ThusfacilitatingtheSSCfulfillingitsfunctions,Theslopeoverspeedrunningcausedlegstiffnesschangessignificantlyanditsreasonisduetoslope
runningbroughtthepressurecenteroftouchdownlegsshifttobackwardrangelargerandfaster,whichchangesofathleteslegstouchdownmanners,Theslopeanglesizehasgreaterimpactonrunningtrainingeffect,2°or3°slopecanincreasetheathletesrunningspeed,withoutaffectingtheathletesrunningactiontechnicalstructure,whichhavebeendeterminedthebest-orientedslopeangleforthisexperimentsobjects.
Keywords:sloperunning,speedingtraining,simultaneoustesting,biomechanicsparameters,mechanism
从1896年第一届现代奥运会,美国运动员伯克以11.8s夺得100m跑桂冠,到2008年牙买加人博尔特创造了9.69s的世界记录,100m跑成绩提高了2.1s,究其原因一方面是源于短跑实践技术理论的不断完善和发展,另一方面是科学化训练及场地器械的更新等因素.“超速训练”在短跑训练中较为流行,它是通过让运动员完成超出他能力水平的练习来增加步长和步频,通过这种训练方法使神经和肌肉系统逐渐适应较高的收缩频率.
查阅相关文献,国外对短跑运动员的超速训练十分重视,并采用了多种手段,如下坡跑、高速自行车练习、橡皮筋牵引跑、短跑控制器、跑步机训练及固定跑台及斜坡跑道等.我国对这方面训练与研究相对薄弱.2001年12月,国家体育总局科教司批准立项之课题《短跑技术原理及训练方法研究》,课题组成员经反复论证,吸取了过去国内超速训练用的斜坡跑道坡度大,距离长,既影响运动员跑的动作技术结构又容易造成损伤的缺陷,并参照国外资料,在北京体育大学东田径场修建了四条跑道,这是目前我国唯一的较完善的斜坡训练跑道,跑道的开始部分都是20m长的水平跑道,接着分别是坡角为1°、2°、3°和4°而坡面长为15m的斜坡跑道,坡面下沿紧接的是正常的平地跑道(图1).实践证明,斜坡训练对提高短跑速度是很有效的,但这种训练模式对提高速度的机制问题至今少有报道.本研究运用摄像、肌电及三维力同步测试了四种不同斜坡跑,并引入近年来国际上生物力学的研究热点――下肢刚度(LowerExtremityStiffness)这一重要参数指标,根据解剖、生理及生
投稿日期:2010-03-08
作者简介:罗炯,副教授,博士,研究方向运动技术诊断与全民健身.物力学原理与方法揭示斜坡超速训练提高短跑速度的生物力学机制,意为改善运动训练方法、提高运动成绩、减少运动损伤的发生以及丰富健身运动理论提供重要参考,限于论文篇幅,本文只对研究结果的部分内容进行报道.
l研究对象与方法
1.1研究对象
北京体育大学竞技体校短跑队员12名,运动等级均为2级.成绩为(10.85±0.37)s,平均年龄为15岁,身高为(1.73±0.03)m,体重(58±3.51)kg.受试者在测试前均未进行过斜坡训练.
1.2研究方法
1.2.1文献资料法
查阅国内外有关文献资料,邀请了上海体科所冯敦寿研究员,原国家体育总局体科所副所长高大安来校开会研究咨询,走访部分国家队、北京市队的短跑教练员,征求他们的意见,确定实验方案.
1.2.2运动学参数测试
两台JVC9800高速摄像机,拍摄频率100帧/s,曝光时间为1/250s,两机固定在距跑道16m
处,主光轴与助跑道垂直.其中A机镜头高出地面1.6m(机高1.2,台高0.4m),定点拍摄运动员从水平跑道转入斜坡跑道着地腿踩上测力台的全过程,B机镜头高为1.1m,定点拍摄运动员离开斜坡跑道进入水平跑道着地腿踩上测力台的全过程,为了提高图像解析的精度,实验对象被要求穿深色紧身短裤、赤膊,并在身体两侧跖趾关节、踝、膝、髋、肩、肘、腕、耳屏等关节、环节点上贴放反光膜标志(美国3M公司出品),测试现场见图1.
图1北京体育大学东田径场斜坡训练基地测试布置图2实验中各运动学参数的定义
1.2.3动力学参数测试
四台国产JP4060WP测力平台(先测两道,运动员休息时换成另外两道),对受试者处于平道及坡道着地腿着地缓冲及蹬伸的三维力进行监测,采样频率为500Hz.调整安放在斜坡道上的测力台下面的四脚螺旋按钮,并在测力台平面上铺设与水平道及斜坡面相同的塑胶,使测力台平面与助跑道及斜坡坡面保持在同一水平面高.同步信号由测力台触发,通过发光二极管与高速摄像机及肌电测试同步.
1.2.4肌电参数测试
国产八通道无线表面肌电仪(TB-0810)对监测着地腿的臀大肌(GM)、股直肌(RF)、股二头肌(BF)、股外肌(VL)、胫骨前肌(TA)、腓肠肌(GAS)共六块肌肉肌电活动.选取6块肌肉为测试标准的理由是:1)所选肌肉都是与跨过下肢三关节(髋、膝、踝)有关的肌肉,2)所选肌肉代表的是跨过每个关节的单关节和双关节肌对抗肌组,3)所选六块肌肉是所查阅到的关于短跑技术研究文献中最普遍且最有代表性肌肉.
1.2.5腿刚度(legstiffness)计算方法
运用McMahon[1,2]腿刚度(LegStiffness)计算方法(图3).在跑步过程中,腿以一个角度接触地面,身体的重心并不是位于足部的正上方.此时腿刚度Kleg等于Fmax/ΔL,其中Fmax为最大垂直力,ΔL为小腿长度的垂直变化,ΔL等于Δy+L0×(1-cosθ0),θ0等于arcsin(utc/2L0),Δy等于身体重心的最大垂直位移,L0等于站立时的腿长,θ0等于刚度角(腿跨过的弧形的半角),u等于重心水平速度,tc等于着地时间.弹簧――质量模型见图3所示,本研究中的θ0直接由运动学图像解析获得.
图3步时下肢刚度的计算模型1.2.6实验的安排
实验要求受试者先进行试跑,通过调整起始点找准各自的步长以便能踩上测力台,同时要求受试者R
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