從動(dòng)力學(xué)角度對(duì)排球扣球各環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析論文
排球在全世界的迅猛發(fā)展是毋庸置疑的，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展排球的扣球技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新和提高。排球扣球技術(shù)在比賽中占據(jù)重要地位，是進(jìn)攻中最有效的得分手段，也是得發(fā)球的主要手段。
扣球技術(shù)較復(fù)雜且不易掌握，它要求運(yùn)動(dòng)員有良好的身體條件和完整合理的技術(shù)結(jié)構(gòu)�？矍虻耐暾夹g(shù)動(dòng)作包括：準(zhǔn)備姿勢、助跑、起跳、空中擊球和落地5個(gè)相互銜接的部分。其中空中擊球是扣球技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)它直接影響扣球的質(zhì)量和效果。因此，該文試運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)，從動(dòng)力學(xué)角度，對(duì)扣球各環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，探求最合理的擊球動(dòng)作和用力順序，使運(yùn)動(dòng)員能夠科學(xué)掌握技術(shù)動(dòng)作，在實(shí)際的比賽中做出更好的應(yīng)對(duì)，也為排球扣球技術(shù)的發(fā)展提供有意義的參考。
1 準(zhǔn)備姿勢
兩腳自然開立，一腳在前，另一腳在后，兩膝稍屈，采用稍蹲姿勢，上體自然前傾，兩臂稍屈自然下垂置于體側(cè)，身體轉(zhuǎn)向來球方向，觀察來球，做好向各個(gè)方向助跑起跳的準(zhǔn)備。
2 助跑
2.1 助跑的技術(shù)要求和步數(shù)
排球的助跑能夠直接影響起跳的高度，進(jìn)而會(huì)影響扣球的力度。助跑作為扣球的基礎(chǔ)準(zhǔn)備動(dòng)作，在比賽的復(fù)雜形勢下，需要通過預(yù)判來調(diào)整其速度和步數(shù)以便更符合實(shí)際情況。理論上來講，排球助跑較好的助跑步數(shù)是三步，它最能發(fā)揮起跳高度。
三步助跑技術(shù)的要求：第一步小，接觸面小易移動(dòng)，靈活度，有助于觀察來球；第二步大，增加支撐面，微降重心增大穩(wěn)定性，產(chǎn)生制動(dòng)，根據(jù)動(dòng)量傳遞理論，把動(dòng)量轉(zhuǎn)化為向上的垂直速度和適宜的向前水平速度，為起跳積聚足夠的動(dòng)能；第三步起跳，根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理，身體后傾使重心后落于兩腳，便于增加向上的垂直速度，從而增加起跳的高度。
2.2 助跑的力學(xué)原理分析
由牛頓第三定理可知，排球扣球助跑踏跳時(shí)，如果地面給人體的力超過了人自身重力，人體就會(huì)獲得向上的加速度。據(jù)相關(guān)資料表明，發(fā)現(xiàn)許多運(yùn)動(dòng)員在扣球起跳中有并步著地足尖內(nèi)扣的特征，分析得知，這樣的做法不僅可以減輕水平方向上身體向前的慣性，取得良好制動(dòng)，也可方便觀察來球的情況做出應(yīng)對(duì)。
運(yùn)動(dòng)員通過快速助跑，有效制動(dòng)以及強(qiáng)有力的踏跳，都能使其達(dá)到起跳的最理想高度，排球的助跑目的就是為了能跳的高，因此助跑的速度不宜過快，要與三級(jí)跳遠(yuǎn)相對(duì)比理解。大量研究證明三步助跑時(shí)跑速才能發(fā)揮出最佳速度4 m/s,但當(dāng)助跑步數(shù)再增加時(shí)，情況就不太穩(wěn)定。
2.3 助跑的速度與后傾角的關(guān)系
后傾角指助跑踏跳瞬間身體與地面垂線之間的角度，即踏跳瞬間腳觸地點(diǎn)和該時(shí)身體重心連線與地面垂線間的夾角。從動(dòng)力學(xué)角度分析，人身體在起跳瞬間重心應(yīng)落后于觸地腳，且盡量使其在起跳腳上方，這樣地面的反作用才能使身體向上方跳起。助跑速度、踏跳時(shí)重心高度及起跳的發(fā)力和時(shí)長對(duì)后傾角度都有一定影響。有研究證明，助跑速度越快所需的后傾角度也就越大，恰當(dāng)?shù)闹匦奈恢�，短促有力的起跳能使身體保持合適的后傾角，使下一步的扣球達(dá)到良好效果。
3 起跳
助跑的最后一步稱為起跳步，它既是助跑的結(jié)束步法又是起跳的'準(zhǔn)備動(dòng)作，分為并步起跳和跨步起跳。起跳的高度對(duì)扣球力度產(chǎn)生很大影響，但是每個(gè)人的彈跳能力有所不同，起跳的高度就會(huì)不同。傳統(tǒng)訓(xùn)練中缺乏動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)做指導(dǎo)，很難科學(xué)地對(duì)起跳進(jìn)行訓(xùn)練，但是隨著科學(xué)的發(fā)展，我們可以對(duì)起跳過程中的肌肉和骨骼做測定及其相關(guān)分析，最終做到因人而異科學(xué)合理地制定訓(xùn)練計(jì)劃。我們可以利用三維立體攝影技術(shù)對(duì)起跳的動(dòng)作進(jìn)行分析，得出最佳起跳動(dòng)作，并據(jù)此分析。
3.1 起跳的角度及發(fā)力
查閱國內(nèi)相關(guān)資料研究表明：在起跳時(shí)，身體各部位最佳的起跳角度，踝關(guān)節(jié)角度為80°~90°，右膝角度100°~119°，左膝角度為135°~159°，髖關(guān)節(jié)彎曲為90°，此時(shí)肌肉最能發(fā)揮最大能力，這些指單側(cè)力量。
起跳時(shí)的緩沖時(shí)間長短、膝關(guān)節(jié)的彎曲角度、蹬離地面的向上的瞬時(shí)速度，都能夠影響到起跳的效果，根據(jù)運(yùn)動(dòng)生物動(dòng)力理論得知，用較短的緩沖時(shí)間來減少水平速度及動(dòng)量的損失，以合適的膝關(guān)節(jié)起跳角度，增加蹬離的力度都可提高起跳高度。運(yùn)動(dòng)員在蹬伸過程中，下肢要主動(dòng)產(chǎn)生繞身縱軸的力矩，能獲得起跳時(shí)繞縱軸的角速度。因此，起跳時(shí)繞縱軸的角速度不能忽視。
3.2 起跳效果的重要指標(biāo)
重心騰起角和重心騰起水平速度的大小是衡量扣球技術(shù)起跳效果的重要指標(biāo)。當(dāng)重心騰起角度一定時(shí)，重心水平速度的大小將決定跳躍的遠(yuǎn)度。研究發(fā)現(xiàn)，加快起跳時(shí)髖、膝關(guān)節(jié)伸展速度，適當(dāng)控制髖關(guān)節(jié)的伸展幅度，可以有效地提高扣球起跳跳離地面時(shí)的重心水平騰起速度。
4 空中揮臂擊球
揮臂是整個(gè)扣球動(dòng)作的核心，揮臂的力量、角度、幅度的不同都會(huì)影響到球的方向和速度。最終的目的是要擊敗對(duì)手得分得發(fā)球。揮臂的正確發(fā)力和控制是關(guān)鍵。
4.1 揮臂的技術(shù)動(dòng)作發(fā)力順序
當(dāng)起跳身體騰空后，左臂擺至身體前方，協(xié)助保持上體的空中平穩(wěn)，擊球手臂應(yīng)屈肘置于頭側(cè)，肘高于肩，身體呈反弓，以肩為軸，邊揮臂邊伸肘，并用全掌擊球。揮臂時(shí)，以迅速轉(zhuǎn)體、收腹動(dòng)作發(fā)力，依次帶動(dòng)肩、肘、腕各部位關(guān)節(jié)向前上方成鞭甩動(dòng)作揮動(dòng)。
4.2 揮臂的生物力學(xué)分析
排球的擊球動(dòng)作特點(diǎn)是完成時(shí)間短，沖力較大，屬于肌肉的一次性最大爆發(fā)力收縮形式。這一動(dòng)作的完成需要一定的初速度，根據(jù)動(dòng)量學(xué)原理，縮小旋轉(zhuǎn)半徑和提高轉(zhuǎn)動(dòng)角速度才能夠提高初速度，這就要求在擊球時(shí)需要屈臂擺動(dòng)來縮小轉(zhuǎn)動(dòng)半徑加大角度，研究證明，引臂角度在75°~90°時(shí)，能發(fā)揮肌力最大值。
4.3 用動(dòng)量矩守恒定律進(jìn)行分析
根據(jù)動(dòng)量矩定理推論，當(dāng)和外力矩為零時(shí)，其動(dòng)量矩保持不變，人在空中起跳擊球時(shí)處于騰空無支撐狀態(tài)，滿足動(dòng)量矩守恒的條件。動(dòng)量矩是矢量，其方向?yàn)榻撬俣确较颉o論人體空中動(dòng)作多么復(fù)雜，其總動(dòng)量完全由騰空瞬間的初始條件所決定。
扣球時(shí)，由腰、腹發(fā)力，下肢主動(dòng)用力，在充分伸直加大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的同時(shí)，沿人體橫軸產(chǎn)生一個(gè)向前的動(dòng)量矩，根據(jù)動(dòng)量矩守恒定律，人體上體也要產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以加大揮臂距離，通過全身的協(xié)調(diào)用力集中于手上，這樣有利于加大擊球的力量。
5 落地
整個(gè)扣球完成最后一步的落地技術(shù)也很關(guān)鍵，成功的落地技術(shù)可以使運(yùn)動(dòng)員得以很好地自我保護(hù)。在擊球時(shí)運(yùn)動(dòng)員在空中手臂肩部較高，扣球結(jié)束后人體會(huì)在沒有外力的作用下自然下落，落地的不穩(wěn)定性使兩腳受力不均，單腳受力過重往往會(huì)造成腳踝或膝關(guān)節(jié)的損傷。只有盡量控制雙腳同時(shí)落地，且在落地時(shí)注意屈膝收腹，才能緩沖下落的力量，得到很好的過渡，也方便運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行下一個(gè)動(dòng)作的快速轉(zhuǎn)變。
6 結(jié)語
排球扣球的各個(gè)環(huán)節(jié)緊緊相扣，助跑以三步為佳，起跳以短時(shí)為宜，也不能太短，需要充分發(fā)力起跳，揮臂時(shí)遵循發(fā)力順序和技術(shù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性，擊球時(shí)注意手型和觸球點(diǎn)，最后屈膝收腹安全落地。整個(gè)過程一氣呵成，要隨瞬時(shí)條件而隨機(jī)應(yīng)變，掌握每個(gè)動(dòng)作的力學(xué)原理，靈活運(yùn)用，以期發(fā)揮更好的水平。在動(dòng)作過程中應(yīng)盡力避免錯(cuò)誤和變形，防止受傷的發(fā)生。
隨著各國排球局勢的良性發(fā)展，我國排球也應(yīng)充分重視，基于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的理論，利用科學(xué)技術(shù)來推進(jìn)排球的發(fā)展。例如三維測力臺(tái)、壓力傳感器、三維攝影、影片分析等，將這些分析技術(shù)針對(duì)性的應(yīng)用到排球扣球中，可以更科學(xué)有效地研究和分析技術(shù)動(dòng)作，能夠給運(yùn)動(dòng)員和教練員提供更有理論基礎(chǔ)的科學(xué)有效的訓(xùn)練，這也終將推進(jìn)排球扣球技術(shù)及其他技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。
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