力學原理在提高健美操運動成績中的應用價值探討

婁鵬程

摘要：在人類各式各樣的運動當中，都蘊含著豐富的力學原理。在健美操運動當中，運動員通過科學利用力學原理，不僅能保證運動的安全性，還可以使健美操的動作最大限度地展示出精彩，隨著我國體育事業(yè)的不斷發(fā)展，我國的健美操運動也得到了不斷地發(fā)展。為了進一步證實力學原理在健美操運動中的應用價值，文章采用文獻資料法等，對力學原理在提高健美操運動成績中的應用價值展開探討。

關鍵詞：力學原理;健美操運動;應用價值

健美操是一項結合形體、力量、節(jié)奏和技巧為一體的運動項目，對于運動員的運動技巧有著極高的要求。運動員通過不同難度的動作的組合，將力量與優(yōu)美進行有機結合，并通過形體美表現(xiàn)出來，形成了一項獨具特色的運動項目，并吸引了運動界和藝術界的廣泛關注。通過分析健美操中所蘊含的力學原理，可以有效幫助健美操項目找到突破的方向。

一、健美操動作中的力學原理分析

健美操是一種獨居風格特色的體育運動，在社會上受到了越來越多人的青睞。根據(jù)健美操動作的結構和特點，我一般將其劃分為兩個類別：一類是靜止姿態(tài)地用力動作，主要依靠肢體各部之間相互作用保持身體的平衡，包括平衡類動作、支撐類動作、托聚類動作等;另一類是動力型動作，依靠身體的爆發(fā)力進行多種形式所結合的動作，包扣騰躍、轉體、伏地、屈體等。

近年來，大量學者在健美操領域進行了豐富的研究，并發(fā)表闡述了多方面的不同觀點，但很少有學者從力學的角度對健美操運動進行研究和分析，這種現(xiàn)象不利于健美操運動的發(fā)展和完善。健美操的動作離不開肢體各部分的配合，通過四肢配合保持身體的平衡，做出優(yōu)美的動作從而獲取理想的分數(shù)，這其中離不開力學理論依據(jù)的指導，因此研究力學在健美操運動中的作用有著極高的價值。

二、力學原理對提高健美操運動成績中的應用價值

前面我們分析了健美操動作中的力學原理，以下將健美操的動作分為靜止姿勢地用力方式、動力型動作用力兩個類別進行價值探討。

（一）靜止姿勢中的力學原理價值

1.平衡狀態(tài)的力學條件

在基礎物理學中，力是改變物體運動狀態(tài)的因素，因此，在健美操運動中，要想保持平衡的動作，就需要分析人體在此動作下的受力平衡條件，分析其所受的合外力等因素，使其在任何方向上的合力和加速度均為0，這樣健美操運動員才保持受力平衡狀態(tài)。

2.影響人體平衡狀態(tài)的因素

健美操運動員在比賽過程中要想使身體處于平衡狀態(tài)，就需要克服外界的各種干擾，使身體各部分受力狀態(tài)保持穩(wěn)定。在實際比賽的過程中，影響人體平衡的條件有很多，體重就是其中一項重要的影響因素。由于不同運動員的體重不同，其所受到的重力也有很大的差異，不同體重的運動員穩(wěn)定也有一定的差異，一般來講健美操運動的體重越大，那么他在靜止姿勢下的動作穩(wěn)定性就會越高。不同動作與支撐面的接觸面積也有所不同，接觸面的大小對動作的穩(wěn)定性有著很大的影響，在靜止姿勢下健美操運動員的接觸面積越大，其穩(wěn)定性越強;反之，接觸面積越小，越不利于健美操運動員保持身體平衡。此外，重心的高度和位置也會影響運動員動作的穩(wěn)定性，大多數(shù)運動員在比賽過程中的失誤都是因為在運動過程中重心穩(wěn)定性較差，不能及時建立新的平衡而導致的。

3.靜態(tài)動作的力學要點

通過上述分析，我們可以得出靜止姿勢中的力學原理價值，要想有效提高健美操運動員的成績，幫助其在健美操比賽過程中發(fā)揮更加真實有效的水平，可以采取有效的方式來提高靜態(tài)動作的穩(wěn)定性，如，在不破壞運動員本身的形體美的前提下適當增加運動員體重，并讓運動員在完成動作的過程中盡量增大與支撐面相接觸的面積，通過降低重心，可以有效提高健美操運動員動作的穩(wěn)定性。

（二）動力動作下力學原理價值

1.騰起類動作

騰起類動作一般是轉體類動作的前體，包括俯臥撐起、起跳類動作等各種騰空動作。這一動作與運動員騰起的高度和滯空時間有著較高的要求，較高的高度和較長的滯空時間有利于后續(xù)動作的完成，從而幫助運動員取得理想的成績。在騰空起跳的過程中，運動員需要先將自己的重心放低，采用蹲姿預備，并雙腿迅速伸直，對支撐面突然施加爆發(fā)型的壓力，同時，運動員受到支撐面的反作用力的作用，瞬間起跳，完成騰起動作離開地面。在此過程中，運動員除了受到地球地心引力引起的重力 G外，還受到支撐面提供的向上的支持力N，并得到加速度a=N/m（運動員質量），符合牛頓第二定律的相關內容。因此，運動員在完成騰起類動作時，要對支撐面施加足夠大的壓力，保證騰空的高度充分滿足后續(xù)動作的需求。教練在對運動員開展日常訓練的過程中，除了對運動員耐力的相關訓練外，要充分鍛煉其爆發(fā)力，確保滿足不同動作的需求。

2.轉體類動作

轉體類動作是指繞某一特定直線進行身體旋轉的動作，這一動作需要合理地控制腰部與四肢的關系才能保證旋轉的幅度與力度，確保動作迅速、節(jié)奏均勻而準確，從而獲取較高的分數(shù)。通過對這一動作進行相關的力學分析，我們發(fā)現(xiàn)，在轉動過程中，運動員的雙臂、雙腳所展開的幅度大小和選擇的旋轉半徑都會影響這一動作的發(fā)揮，若人體在運動過程中沒有保持好重心的穩(wěn)定，還容易發(fā)生動作的偏斜，從而影響動作的發(fā)揮。運動員在完成轉體類動作時，要控制好四肢的展幅和發(fā)力的時間和大小，保證肢體的平衡，合理控制轉動的浮動，從而穩(wěn)定地完成轉體動作。

3.倒地類動作

倒地類動作是指運動員以較高的速度從站立姿態(tài)或空中俯臥的動作，該動作的重點與倒地前的緩沖動作，由前腳掌著地迅速過渡到全腳掌，并屈膝進行緩沖動作，在極短時間內完成倒地前的緩沖。這一動作的力學分析主要涉及動量守恒的定律，即Ft=mv-mv0，沖擊力F與緩沖時間T、速度v都會影響這一動作的順利完成。運動員在進行這一動作的練習時，為了避免巨大的沖擊力對人體關節(jié)等造成傷害，平穩(wěn)地完成落地動作，就需要利用各個關節(jié)進行有效的緩沖，延長落地這一過程所需的時間，減少沖量，從而實現(xiàn)對人體的保護。運動員要想安全地完成這一動作，可以通過控制初速度，減少落地時雙腳與地面之間的沖擊力，盡量延長緩沖實踐，減小緩沖動作對關節(jié)的壓力。

4.擺腿類動作

擺腿類動作主要指在保持身體平衡點同時將雙腿伸直并攏，將一條腿微屈，支撐自身身體的重量，另一條腿向前后進行揮擺，其揮擺的高度具有嚴格的要求和標準。運動員在進行這一動作時，要求運動員嚴格控制好擺腿的高低程度，旋轉的慣性和身體的支撐點都會影響這一動作的穩(wěn)定性。在擺腿動作的前期，運動員需要將中心原理旋轉肉，使腿部獲得更大的初始速度和轉動動能，從而帶動身體進行轉動;動作后期，為了保持身體的穩(wěn)定和平衡，就需要運動員將中心靠近旋轉軸，更加有效地控制腿部的加速與制動。

5.屈體類動作

屈體類動作在健美操比賽中的應用一般相對較少，在忽略空氣阻力的情況下，運動員在運動過程中僅僅受到地面的支撐力和自身重力的影響。在此動作過程中，運動員的受力滿足動量守恒定律p=mv-mv0，在進行屈腿類動作時，人體下蹲時，軀干、雙臂和雙腿彎曲緊繃，對地面產(chǎn)生向下的壓力，而向空中彈起是迅速繃直，向地面施加壓力，同時受到地面的反作用力作用，滿足動量守恒定律。

三、力學原理在提高健美操運動成績中的應用方式

通過對健美操運動動作進行性力學的分析，可以幫助運動員和教練分析每一個動作要領，并在日常的訓練過程中對這些要領進行有針對性的訓練和練習，有效地提高訓練的效果，幫助運動員在比賽中取得更加優(yōu)異的成績。在訓練過程中，教練可以指導運動員根據(jù)動作的受力條件和發(fā)力特點，制定有針對性的訓練方案，幫助運動員克服自身的不利條件，如有些運動員平衡能力較弱，教練可以對其進行有關平衡的訓練，鍛煉其重心的調整能力，幫助其在比賽過程中更好地發(fā)揮出自身的實力。

有些運動員耐力較差，較長時間的比賽往往有些力不從心，教練可以根據(jù)他的身體情況，對其進行超負荷的訓練，讓其在疲憊狀態(tài)下繼續(xù)高強度的訓練，鍛煉其堅強的意志品質，克服重重困難完成比賽任務;有些運動員的下肢的爆發(fā)能力較弱，騰起動作上升的高度和滯空時間不能滿足后續(xù)轉體類動作的需求，從而導致動作失誤，分數(shù)不夠理想，針對這一項現(xiàn)象，教練要指導運動員進行有規(guī)律的下肢增強訓練，讓運動員充分熟悉發(fā)力的方式與時機，配合上肢的帶動作用進行發(fā)力訓練，同時指導運動員掌握好轉體的力度和程度，才會使得運動動作組合更加連貫、優(yōu)美，最終才能獲得更加優(yōu)異的健美操成績。

四、總結

健美操運動，是通過力學原理對肢體語言進行表達的運動，通過加強健美操中力學知識的研究，無論是對于提高我國健美操運動的水平，還是健美操運動員的運動成績來說，都有著非常重要的作用和價值。健美操運動對運動員身體素質有著較高的要求，教練員要充分挖掘健美操運動背后所蘊含的力學知識，要讓運動掌握每一個動作的發(fā)力特點和結構性質，協(xié)調好自身的肢體，充分掌握靜止型發(fā)力動作與動力型發(fā)力動作的不同特點，發(fā)揮力學在該運動中的重要作用。在力學的基本原理的指導下，健美操運動員通過不斷鍛煉自己的能力，正確把握動作的要領，才能在健美操比賽中獲取更好的成績。

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