影響足球球速諸因素的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析①

劉喜林

（武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院體育部 湖北武漢 430074）

踢球是運(yùn)動(dòng)員有目的地用腳的某一部位把球踢向預(yù)定的目的地的技術(shù)動(dòng)作。踢球是足球比賽中最重要的贏得時(shí)間和空間的技戰(zhàn)術(shù)手段之一。任何一場足球比賽都是競技雙方對時(shí)間、空間和球的爭奪，足球比賽過程就是創(chuàng)造時(shí)空、利用時(shí)空和控制時(shí)空的過程。

快速、精準(zhǔn)的踢球是最重要的進(jìn)攻武器之一，能為贏得比賽的勝利奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。如果一個(gè)球隊(duì)不能快速、精準(zhǔn)地踢球，那他們幾乎無法獲得比賽的勝利。足球運(yùn)動(dòng)員只有熟練掌握了多種的踢球技術(shù)后才能達(dá)到精湛的傳球、射門水平。

傳球是足球比賽中應(yīng)用最多的一項(xiàng)技術(shù)，傳球是隊(duì)員之間聯(lián)系的主要工具，在比賽中不停頓的及時(shí)傳球，高度準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)移中長傳，高速控運(yùn)球中進(jìn)行隱蔽性傳球以創(chuàng)造射門、進(jìn)球良機(jī)，已是世界足球強(qiáng)隊(duì)的重要標(biāo)志。

主動(dòng)傳出威脅球、致命球的傳球五要素是傳球的隱蔽性、傳球方式的選擇、傳球的時(shí)機(jī)、傳球的力量與速度、傳球的準(zhǔn)確性。一般在傳球力量不當(dāng)或傳球不準(zhǔn)確時(shí)就會出現(xiàn)防守隊(duì)員斷球的情況。

2.1 德陽地區(qū)學(xué)齡前兒童缺鐵性貧血的患病現(xiàn)狀 1 452例受檢兒童共檢出兒童缺鐵性貧血患兒120例，患病率為8.26%，其中6～12個(gè)月的患病率為13.76%(52/378)，1～3歲的患病率為7.90%(47/595)，4～6歲的患病率為4.38%(21/479)，3組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=8.95，P<0.05)。6～12個(gè)月的幼兒是兒童缺鐵性貧血的主要人群。

由上面分析得到的大腿和小腿的角速度及線速度變化規(guī)律可以得出以下的結(jié)論：踢球腿的擺動(dòng)動(dòng)作屬于鞭打動(dòng)作。下面將用鞭打動(dòng)作的原理來對踢球腿的擺動(dòng)對擊球的力量所產(chǎn)生的作用進(jìn)行生物力學(xué)分析。

踢出球的速度和落點(diǎn)反映出踢球的力量和技術(shù)。在擊球點(diǎn)合理的情況下，踢球的力量主要取決于助跑速度、踢球腿的擺動(dòng)、踢球腳腳踝的緊張程度、身體和支撐腿的方向以及踢球腿的隨前動(dòng)作。文章將從這幾個(gè)方面進(jìn)行運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析。

1 助跑的生物力學(xué)分析

原理是：當(dāng)△mv為常數(shù)時(shí)

可知只有下肢各環(huán)節(jié)連續(xù)發(fā)力，才能提高腳的線速度。一般舉重運(yùn)動(dòng)員的下肢力量比足球運(yùn)動(dòng)員的下肢力量大，但卻踢出的球卻沒有足球運(yùn)動(dòng)員踢出的球運(yùn)行遠(yuǎn)，就是因?yàn)榕e重運(yùn)動(dòng)員的踢球擺動(dòng)腿不快，下肢各環(huán)節(jié)發(fā)力不連續(xù)的原因。

2 踢球腿的擺動(dòng)的生物力學(xué)分析

踢球腿的擺動(dòng)是指踢球時(shí)擺動(dòng)腿的動(dòng)作。擺動(dòng)腿的動(dòng)作有助于發(fā)揮擊球的力量。踢出球力的大小主要取決于擺動(dòng)腿的擺動(dòng)，它是踢球力量的主要來源。擺幅大、擺速快、動(dòng)量的變化大，踢球的力量就大，球的運(yùn)行速度就快，球的運(yùn)行距離就遠(yuǎn)。

在色彩上，我選擇了一些跳出固有思維的色彩，例如我在花園內(nèi)花草色彩上的選擇，就選擇了一些日常生活中并不常見的色彩，例如紫色、寶藍(lán)色、檸檬黃色等。我希望這一些跳脫的色彩能夠給觀眾帶來新穎的感受。此外，為了保持畫面色彩的呼應(yīng)，我將藍(lán)天和海洋用同一組色彩來表現(xiàn)，正好兩者在畫面的一頭一尾，形成首尾呼應(yīng)。畫面中部的一些人物的服裝色彩也是提取與花園里花草一致的色彩來表達(dá)，做到整個(gè)畫面都同一在一個(gè)色調(diào)內(nèi)。

何為“喘息服務(wù)”？顧名思義，是政府花錢為失能老人家庭提供服務(wù)，或是請專業(yè)人員去家中照料，或是把老人接到養(yǎng)老院照看，既讓家屬喘口氣，也讓老人康復(fù)得更好。

在此動(dòng)作過程中，擺動(dòng)腿大腿在進(jìn)一步充分后引的基礎(chǔ)上，髂腰肌迅速收縮，大腿以髖關(guān)節(jié)為軸產(chǎn)生較大的角加速度，同時(shí)小腿向大腿靠攏、后屈，處于屈曲狀態(tài)。大腿繼續(xù)以髖關(guān)節(jié)為軸向前做加速擺動(dòng)，小腿以膝關(guān)節(jié)為軸繼續(xù)后屈，保持屈曲狀態(tài)。在這一過程中，大腿先前的角加速度急劇增加，產(chǎn)生相當(dāng)大的線速度，小腿的線速度增加量明顯大于大腿的線速度增加量。

由此看出，當(dāng)膝蓋擺到球的正上方或側(cè)上方時(shí)，大腿的角速度因?yàn)橹苿?dòng)急劇下降，小腿因做爆發(fā)式前擺動(dòng)作，角加速度急劇增加，大腿的動(dòng)量傳遞給小腿，動(dòng)量疊加，使肢體末端動(dòng)量急劇增加，從而踢球快速有力。

由于地形變化、季節(jié)變化等所引起的D與18O同位素變化可以被地下水所保留，這些變化可以用來計(jì)算地下水的補(bǔ)給高程[19]。但是不同時(shí)期的D與18O值會有不同，如冰期的時(shí)候，大氣降水的氘氧值可能會比較低，而高程效應(yīng)造成的結(jié)果也是氘氧值低，所以，要考慮到時(shí)間的問題。因此為了排除時(shí)間因素對D與18O值的影響，該次研究取溫泉地?zé)崴M(jìn)行14C同位素測年分析，確定地?zé)崴难a(bǔ)給年齡。14C測年的基本原理是應(yīng)用地下水中的溶解無機(jī)碳作為示蹤劑，以14C測定地下水中溶解的無機(jī)碳的年齡。年齡是根據(jù)地下水的14C濃度與補(bǔ)給時(shí)濃度之間的差別來計(jì)算。其計(jì)算公式如下：

現(xiàn)代足球的射門很多時(shí)候在距離球門20～30m左右就開始了，所以球的速度對是否完成進(jìn)球起著至關(guān)重要的作用，當(dāng)然，刁鉆的射門角度也起著非常重要的作用，如果射門球力量大速度快角度刁，那無疑是完美的世界波。

踢球腿的鞭打動(dòng)作是由質(zhì)量大的大腿首先加速擺動(dòng)，獲得一定的動(dòng)量。當(dāng)膝關(guān)節(jié)擺到球的正上方或側(cè)上方時(shí)，大腿的擺動(dòng)速度突然下降、制動(dòng)，動(dòng)量向質(zhì)量較小的小腿（鞭尾部分）傳遞動(dòng)量，然后疊加。由于小腿的質(zhì)量小于大腿的質(zhì)量，因此小腿獲得較大的運(yùn)動(dòng)速度。

踢球腿擺動(dòng)的動(dòng)作符合角動(dòng)量定理

∵I10＝Ic1＋m1d12

∴K1＝（Ic1＋m1d12）w1

又因?yàn)樾⊥鹊慕莿?dòng)量為K20＝I2w2

∵I2＝Ic2＋m2d22

∴K2＝(Ic2＋m2d22)w2

由于大腿的制動(dòng)，于是大腿的角動(dòng)量傳遞給了小腿，所以大小腿的角動(dòng)量進(jìn)行疊加后用公式表示為：

K1＋K2＝（Ic1＋m1d12）w1＋(Ic2＋m2d22)w2

運(yùn)動(dòng)員在傳長距離球和大力射門時(shí)，主要采用的擺腿方法是在跨步支撐的同時(shí)，擺動(dòng)腿大腿后引，小腿后屈，在支撐腿著地的同時(shí)以髖關(guān)節(jié)為軸，大腿帶動(dòng)小腿由后向前快速擺動(dòng)，當(dāng)膝蓋擺到接近球的正上方或內(nèi)側(cè)上方時(shí)，小腿做爆發(fā)式前擺。

顯而易見，大腿的角動(dòng)量傳遞并疊加到小腿上，使小腿產(chǎn)生了高速擺動(dòng)，從而增加了踢球的擊球沖力。

在小腿逐漸屈曲階段，主要是大腿加速擺動(dòng)，小腿并沒有主動(dòng)加速擺動(dòng)。這因?yàn)槿说募∪饬α渴怯邢薜?，屈髖肌群的肌力對髖關(guān)節(jié)的肌力矩也是有限的。所以只有靠減小下肢的擺動(dòng)慣量來增加角加速度。因此，在踢球腿擺動(dòng)過程中，小腿屈曲，減小下肢的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從而加大小腿擺動(dòng)的角加速度，達(dá)到增加大腿的轉(zhuǎn)動(dòng)效果。

踢球腿的隨前動(dòng)作對尚未達(dá)到最高速度的球體自身速度起著不可忽視的作用。如果踢球腳一接觸球就立即停止前擺，那么就必然影響作用力的連續(xù)性。

原理1：w＝Mt／mr2

因?yàn)镸、m、t為定值，所以r的減小，必然導(dǎo)致角加速度w的大幅度增加。

原理2：根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)V1＝V0＋at

由于髂腰肌及髖關(guān)節(jié)周圍韌帶的預(yù)先拉伸，使髂腰肌及髖關(guān)節(jié)周圍的韌帶的彈性增加，使后續(xù)動(dòng)作達(dá)到理想的效果。另外，正因?yàn)榭绮街危瑥亩鵀樘咔蛲鹊臄[動(dòng)提供了穩(wěn)固的支點(diǎn)。

3 踝關(guān)節(jié)的緊張程度的生物力學(xué)分析

踝關(guān)節(jié)的緊張程度，對踢球力量起著重要作用。觸球的一瞬間，踝關(guān)節(jié)緊張，那么擊球的力量就大。分之，提高踝關(guān)節(jié)松弛，那么在觸球時(shí)踝關(guān)節(jié)就會出現(xiàn)退讓式的緩沖動(dòng)作，從而增加腳對球的作用時(shí)間，減小擊球的力量。

助跑是指踢球前的幾步的跑動(dòng)。它的作用是使身體活獲得一定的前移速度，并活動(dòng)先前的初動(dòng)量。助跑的關(guān)鍵在最后一步，最后一步的助跑要明顯大于前幾步的助跑，以便使身體獲得穩(wěn)固的支撐，即所謂的跨步支撐。此動(dòng)作在踢球時(shí)擺動(dòng)腿的大腿內(nèi)側(cè)得到充分的后引，同時(shí)使髖角度充分打開，從而增大運(yùn)動(dòng)幅度，有效地拉伸了髂腰肌，使踢球動(dòng)作的主動(dòng)收縮肌群得到充分拉伸。肌肉收縮時(shí)所做的功，等于其力與擺動(dòng)腿在拉力方向是所移動(dòng)距離的乘積。也就是說預(yù)先增加收縮肌群的初長度，可增加收縮肌群所做的功。

∵Ft＝△mv

∴F＝△mv／t

由于△mv是定值，t增加時(shí)必然導(dǎo)致腳的擊球力量F的減小。

4 踢球腿的隨前動(dòng)作的生物力學(xué)分析

多出現(xiàn)在六至七葉期，發(fā)病初期在心葉基部的中脈兩側(cè)出現(xiàn)透明的虛線斑點(diǎn)，逐漸擴(kuò)展到整個(gè)葉片，并在葉背、葉鞘和苞葉的葉脈上出現(xiàn)長短不一的蠟白色突起，后變黑褐色，用手觸摸時(shí)有粗糙不平的感覺。發(fā)病后的玉米植株生長受到抑制，節(jié)間粗腫縮短，嚴(yán)重矮化，一般病株高度只有健株的1/3～1/2。葉片密集，頂端簇生，葉片厚硬僵直，濃綠。根系少而短，不足健株的1/2，很容易從土中拔起。輕病株一般能結(jié)果穗，但果穗小，花絲不發(fā)達(dá)，結(jié)實(shí)率很低，雄穗軸短，常半包在喇叭口內(nèi)不能全部抽出。重病株雌穗、雄穗不能抽出，個(gè)別雄穗雖可抽出，但分枝極少，常提前枯死。

隨著我國人口老齡化進(jìn)程的加快，離退休黨員數(shù)量持續(xù)增長。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國離退休黨員人數(shù)占全體黨員人數(shù)的比例接近20 %，而且還存在著“三多”問題，即年齡大的越來越多，身體差的越來越多，長期不能參加組織生活的越來越多。

孤獨(dú)癥兒童和正常兒童在區(qū)分愿望任務(wù)上的成績差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；孤獨(dú)癥兒童在區(qū)分信念和錯(cuò)誤信念任務(wù)上的平均成績都很低，且均顯著的低于正常兒童（P值均＜0．01）。兩組兒童在各任務(wù)上的平均成績見表2。

原理是：Fs＝1／2mv2

1.5 腦脊液采集 行為學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后處死大鼠，沿硬腦膜易被刺破區(qū)域的上緣正中刺入延髓池[10]，抽取腦脊液，于 －80 ℃ 冰箱保存待用。

當(dāng)F為定值時(shí)，s對球的作用距離越長，那么球體獲得的動(dòng)能就越大，球就能以更高的速度運(yùn)行更遠(yuǎn)的距離。

（4）按照國家標(biāo)準(zhǔn)《鮮柑橘》，在石門縣采集的252件柑橘樣品大部分屬于優(yōu)等果，優(yōu)等果比率達(dá)91%。重金屬超標(biāo)率較低，僅少量樣品汞、砷超標(biāo)。

所以，踢球腿隨球前擺送髖，使整個(gè)身體繼續(xù)前移，既能加大踢球力量，控制出球方向，又能緩沖因踢球腿急速前擺而產(chǎn)生的向前沖的慣性，有利于維持身體平衡。

而根據(jù)挫折理論，面對經(jīng)營失敗，尤其是一而再的經(jīng)營失敗，教師要引導(dǎo)學(xué)生以積極的態(tài)度對待挫折，將消極性行為轉(zhuǎn)化為積極性、建設(shè)性行為。

福建竹編的主要技法是“雀目法”，“雀目法”的“雀目”是指六角形透空雀目格，這是由4條篾連貫且交叉地編織而成的。因此，編織而成的竹編工藝品具有透空疏朗的效果。竹編可以通過漂白、染色、上漆獲得不同的顏色。漂白后的竹編顏色比較自然樸素，很好地保持了竹子本來的顏色。而染色竹編的顏色主要以老棕色為主，色調(diào)比較沉重，工序卻并不簡單，要經(jīng)過多次的染色后再進(jìn)行磨光才能完成。此外，還有一種上漆竹編，是在竹編表面上漆，使竹編工藝品不僅具有竹編的外形，還具有漆器的質(zhì)感，因此顯得非常別致。上漆竹編的品種主要有瓶、盤、罐、籃、盒、燈罩、屏風(fēng)、掛簾、枕席等[11]。

隨前動(dòng)作有利于維持身體平衡是符合動(dòng)量矩原理的。當(dāng)踢球腿觸球以后，踢球腿依然具有一定的向前擺動(dòng)的角動(dòng)量，如果觸球后踢球腿立即制動(dòng)，不隨球前擺，身體會后到，不利于維持身體的平衡。

原理是：M＝（I2W2－I1W1）／△t

由于△t大幅度減小，必然導(dǎo)致地面對人體產(chǎn)生一個(gè)反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，使人體向后傾倒。

旅游小鎮(zhèn)建設(shè)開發(fā)要適度，生態(tài)環(huán)境保護(hù)是第一要?jiǎng)?wù)，在保障生態(tài)環(huán)境的前提下漸進(jìn)發(fā)展，如何平衡開發(fā)與保護(hù)，和諧發(fā)展，是武陵山鄉(xiāng)旅游小鎮(zhèn)建設(shè)的重要挑戰(zhàn)。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

在足球教學(xué)和訓(xùn)練中，很多教練員往往只強(qiáng)調(diào)運(yùn)動(dòng)員的擊球腳型和擊球點(diǎn)的訓(xùn)練，而忽視了對踢球腿正確擺動(dòng)的訓(xùn)練。這其中的原因是多種多樣的。最主要的原因是教練員是知道踢球腿正確擺動(dòng)的重要性的，但因?yàn)樽约簩W(xué)識水平和理論水平不夠高，往往只能憑自己的踢球經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)和訓(xùn)練，講不清也道不明踢球腿正確擺動(dòng)的原理，所以有意無意的忽略了對運(yùn)動(dòng)員踢球腿正確擺動(dòng)的訓(xùn)練。而這直接導(dǎo)致了很多運(yùn)動(dòng)員踢球的力量不足、速度不快、落點(diǎn)不準(zhǔn)，由此產(chǎn)生了：己方錯(cuò)失很多進(jìn)攻和得分的配合機(jī)會，敵方獲得很多反擊的機(jī)會；己方射門乏力，射門角度不佳；己方戰(zhàn)術(shù)不能正常執(zhí)行，再好的戰(zhàn)術(shù)都成了紙上談兵。

文章對踢球腿擺動(dòng)的全過程做了全面的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析，給踢球腿的擺動(dòng)提供了一個(gè)優(yōu)化模式，為足球教學(xué)和訓(xùn)練提供了理論依據(jù)。

5.2 建議

在足球教學(xué)和訓(xùn)練中，教練員除了要強(qiáng)調(diào)運(yùn)動(dòng)員的擊球腳型和擊球點(diǎn)的訓(xùn)練外，還要大力抓好對運(yùn)動(dòng)員踢球腿正確擺動(dòng)的理論學(xué)習(xí)和實(shí)際訓(xùn)練。

做踢球腿擺動(dòng)的徒手練習(xí)，特別要注意小腿在擺動(dòng)的前半部分要處于較為屈曲的狀態(tài)；小力量踢定位球，體會擺腿動(dòng)作；大力量踢定位球，進(jìn)一步體會擺腿動(dòng)作；踢各種性質(zhì)的來球；結(jié)合實(shí)戰(zhàn)的長傳球和射門練習(xí)，鞏固已形成的動(dòng)力定型。

[1]宋智,陳運(yùn)來，畢巖智.足球比賽中隱蔽性傳球的探討[J].體育科技文獻(xiàn)通報(bào),2010,18(1).

[2]鄭援朝.足球業(yè)余訓(xùn)練傳球技術(shù)教學(xué)法初探[J].安徽體育科技,2011,32(3).

[3]陳希磊.足球比賽一次進(jìn)攻行動(dòng)中傳球數(shù)量和質(zhì)量對進(jìn)攻效果的影響[D].南京:南京體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)系,2008.

[4]龍志偉,李毅鈞,馬明兵.提高廣東省優(yōu)秀青年足球運(yùn)動(dòng)員腿部力量對射門質(zhì)量影響的研究[J].廣州體育學(xué)院學(xué)報(bào),2011,31（3）.