三級(jí)跳的力學(xué)原理分析與思考

摘 要：三級(jí)跳遠(yuǎn)是一項(xiàng)基礎(chǔ)類體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)主要考驗(yàn)運(yùn)動(dòng)員的下肢爆發(fā)力、腰腹支撐力以及四肢協(xié)調(diào)能力。對三級(jí)跳遠(yuǎn)的力學(xué)原理進(jìn)行分析與思考是為了幫助青少年弄懂該項(xiàng)體育項(xiàng)目的力學(xué)原理，從而更加科學(xué)地進(jìn)行鍛煉，預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷發(fā)生?；诖耍恼聦⒄归_對三級(jí)跳助跑力學(xué)原理及起跳力學(xué)原理的深入探究。

關(guān)鍵詞：三級(jí)跳遠(yuǎn);力學(xué)原理;助跑技術(shù)

中圖分類號(hào)：G633.96

文章編號(hào)：2095-624X（2019）11-0007-02

三級(jí)跳遠(yuǎn)是一項(xiàng)專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)能力要求較高的田徑體育項(xiàng)目[1]，運(yùn)動(dòng)員在助跑環(huán)節(jié)及起跳環(huán)節(jié)的發(fā)揮水平將直接影響運(yùn)動(dòng)效果。因此，對三級(jí)跳的力學(xué)原理進(jìn)行分析具有十分重要的意義。中學(xué)生正處于成長發(fā)育的關(guān)鍵階段，在體育教學(xué)中，指導(dǎo)青少年掌握準(zhǔn)確的三級(jí)跳遠(yuǎn)技巧，對提高學(xué)生的身體素質(zhì)及運(yùn)動(dòng)能力具有重要作用。

一、助跑環(huán)節(jié)的力學(xué)原理分析與思考

1.把握重心起伏

助跑指的是運(yùn)動(dòng)員從靜止到運(yùn)動(dòng)的加速階段[2]。該階段決定了運(yùn)動(dòng)的水平速度，也是三級(jí)跳技術(shù)中的核心部分，尤其是起跳前的助跑，更是要掌握好相應(yīng)的技巧，才能有效地促進(jìn)全程助跑。體育教師在訓(xùn)練時(shí)，要指導(dǎo)學(xué)生在最后幾步助跑中適度抬高重心，以獲得較高的助跑水平速度，以適宜的角度完成起跳動(dòng)作。人的身體重心會(huì)伴隨運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生移動(dòng)，重心起伏過大會(huì)增加緩沖時(shí)間，導(dǎo)致水平加速度降低，影響最終的跳遠(yuǎn)成績。由此可見，重心起伏是助跑及起跳環(huán)節(jié)的關(guān)鍵因素。

2.積極的腿擺動(dòng)

在踏跳、擺臂、蹬腿離地的時(shí)候，兩條大腿之間會(huì)形成一個(gè)夾角，而腿部運(yùn)動(dòng)的速度和幅度可以從這個(gè)夾角反映出來。若該角度加大，則意味著起跳腿的伸肌群會(huì)被拉長，收縮力隨之增加。因此，通過觀察該角度，教師便能夠判斷學(xué)生腿擺動(dòng)動(dòng)作的積極性。對于單足跳這一環(huán)節(jié)來說，積極的腿擺動(dòng)是十分必要的，它將幫助學(xué)生快速、平穩(wěn)地從助跑過渡到起跳環(huán)節(jié)。

3.合理控制助跑最后兩步的步幅

在助跑與起跳的銜接環(huán)節(jié)，要注意一個(gè)節(jié)奏的過度，步幅要產(chǎn)生一定的變化，為后續(xù)的起跳動(dòng)作做好準(zhǔn)備。合理地調(diào)整最后幾步的步幅是控制助跑節(jié)奏、決定起跳效果的必要前提。通常而言，助跑倒數(shù)第二步的步幅要比最后一步的步幅稍小一些，伴隨著最后兩個(gè)步子的交替，運(yùn)動(dòng)員的身體重心微微下降，之后迅速完成起跳腿的放腳動(dòng)作，將身體重心抬高以獲得良好的騰起角度。每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方式及節(jié)奏都有所不同，要想獲得最佳起跳效果，就要結(jié)合自身實(shí)際，科學(xué)地運(yùn)用運(yùn)動(dòng)技術(shù)，切忌一味模仿他人或者局限于教材。教師在訓(xùn)練的過程中，可以結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，對助跑環(huán)節(jié)的最后幾步著重訓(xùn)練，但不宜固定某一種訓(xùn)練模式，只要學(xué)生順利、合理、積極地完成助跑與起跳即可。

4.調(diào)整助跑速度

科學(xué)的助跑速度往往對提高三級(jí)跳遠(yuǎn)成績具有重要作用。在助跑與起跳環(huán)節(jié)，運(yùn)動(dòng)員要確保在最后幾步中，以最快的速度與最低的速度損失率完成起跳及后續(xù)動(dòng)作。若在調(diào)整過程中，步幅頻率過大或者過小都會(huì)對上板起跳的速度產(chǎn)生直接的負(fù)面影響，必須加快助跑最后幾步的節(jié)奏，提高水平速度，才能獲得最適宜的騰起角度。

二、起跳環(huán)節(jié)的力學(xué)原理分析與思考

1.起跳階段起跳腿的角度分析

起跳腳離地，把握好支撐點(diǎn)，移動(dòng)身體重心，然后蹬離起跳板，這是起跳階段的第一步[3]。最后一步助跑中，要借助緩沖的力量積極有力地快速上板，身體適度前傾，拉近身體重心的投影點(diǎn)與起跳腿的著力點(diǎn)。身體重心投影點(diǎn)及起跳腿著力點(diǎn)之間的連線會(huì)在起跳腿著地的瞬間與水平面形成一定的夾角，該角被稱為著地角，是評價(jià)運(yùn)動(dòng)員踏跳瞬間水平速度損失大小的運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)。根據(jù)力學(xué)原理，腳離地瞬間產(chǎn)生的垂直速度與水平速度會(huì)伴隨著著地角的增大而減小。同時(shí)，受到地角反向作用力的影響，隨著角度的加大，向后水平分力會(huì)逐漸減小，身體重心的移動(dòng)也因此變得更快，有效縮短支撐時(shí)間，降低水平速度損失。相應(yīng)的，在向后水平分力逐漸減小的情況下，垂直向上的支撐反作用力會(huì)逐漸增大，增加下肢肌群的支撐負(fù)荷。在著地瞬間，如果兩腿之間的夾角度數(shù)較小，則表明運(yùn)動(dòng)員的身體重心是靠前的，也說明此時(shí)運(yùn)動(dòng)員的騰空動(dòng)作是積極的、科學(xué)的。

2.緩沖階段起跳腿的角度分析

緩沖與腿部蹬伸是起跳環(huán)節(jié)十分關(guān)鍵的兩個(gè)過程。起跳腿的緩沖作用，可有效對抗起跳動(dòng)作中的反作用力與重力沖擊，從而控制踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)的彎曲程度，以達(dá)到緩沖退讓的目的，將水平速度損失降到最低，為蹬伸動(dòng)作的完成創(chuàng)造最為有利的條件。從相關(guān)試驗(yàn)來看，要想保證三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員的蹬腿效果達(dá)到最佳，應(yīng)該在起跳時(shí)讓膝關(guān)節(jié)的角度盡量保持在140°至150°之間，而與此對應(yīng)的緩沖幅度應(yīng)控制在12°至22°之間[4]。我們把運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)起跳腿與身體軀干之間的前夾角稱為骸角，在起跳的瞬間，可以采取增加骸角的緩沖幅度來縮短緩沖時(shí)間，有助于后續(xù)蹬伸動(dòng)作的完成。

3.蹬伸階段起跳腿的角度分析

蹬伸指的是起跳腿支撐緩沖結(jié)束到跳離地面的瞬間過程。如果關(guān)節(jié)蹬伸動(dòng)作沒有做好，會(huì)影響身體重心的移動(dòng)速度和騰起的速度，導(dǎo)致蹬伸不充分[5]。在起跳的瞬間，擺動(dòng)腿大小腿之間會(huì)形成一個(gè)后夾角，我們稱之為擺動(dòng)腿膝角，主要用來衡量運(yùn)動(dòng)員的腿擺動(dòng)幅度與速度是否具備積極性。若膝角在擺動(dòng)腿離地之后，呈現(xiàn)的角度教小，則表明擺動(dòng)腿大小腿之間的間隙較小，擺動(dòng)速度隨之加快。相反的，若擺動(dòng)腿離地之后，膝角呈現(xiàn)的角度較大，則表明擺動(dòng)腿大小腿之間的間隙過大，擺動(dòng)慣量增加，擺動(dòng)速度因此降低。運(yùn)動(dòng)員可適當(dāng)調(diào)節(jié)適合自己的擺動(dòng)慣量與半徑，發(fā)揮最好的擺動(dòng)角度。

三、落地環(huán)節(jié)的力學(xué)原理分析

在三級(jí)跳遠(yuǎn)落地環(huán)節(jié)，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能與勢能逐漸減弱，并在與地面摩擦的過程中轉(zhuǎn)化為熱能。為了保證運(yùn)動(dòng)員落地平穩(wěn)，根據(jù)牛頓的能量守恒定律，要確保身體與地面形成一定的角度，以減少下落過程中的阻力，避免沖擊力過大產(chǎn)生身體前沖或者后坐現(xiàn)象，防止運(yùn)動(dòng)損傷。在確保最大腳蹬力、最佳起跳角度以及合理的擺臂速度與方式的基礎(chǔ)上，采用正確的跳躍姿勢與落地姿勢，從而爆發(fā)出最大的運(yùn)動(dòng)潛力，獲得最理想的三級(jí)跳遠(yuǎn)成績。

三級(jí)跳遠(yuǎn)是中學(xué)體育教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，為進(jìn)一步增強(qiáng)教學(xué)效果，體育教師有必要對三級(jí)跳助跑、起跳、騰空、落地各環(huán)節(jié)的力學(xué)原理進(jìn)行分析與思考，掌握這些物理原理，指導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確科學(xué)地完成各個(gè)動(dòng)作，提升學(xué)生的訓(xùn)練水平。同時(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的自我保護(hù)意識(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何在運(yùn)動(dòng)過程中保護(hù)好自己，避免運(yùn)動(dòng)損傷，不斷提高自身的專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)能力，促進(jìn)身心的全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]原興照.三級(jí)跳的力學(xué)原理分析與思考[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2018（14）：93-94.

[2]張瑞格.試論三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)中的力學(xué)原理[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2018（8）：50-51.

[3]馬麗君.三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)中的物理學(xué)特征[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2018（2）：50-51.

[4]莫迎銳. 我國青少年三級(jí)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員多年訓(xùn)練結(jié)構(gòu)研究[D].北京：北京體育大學(xué)，2013.

[5]解正偉.立定三級(jí)跳遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理及訓(xùn)練方法研究[J].田徑，2011（6）：6-9.

作者簡介：覃文村（1989—），男，侗族，廣西三江人，中學(xué)二級(jí)教師，本科，從事初中運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練工作。