體操課中雙杠掛臂挺身后滾翻的力學分析

李志宏

【摘 要】競技體育的發展，越來越離不開科技的支撐，不同運動項目科研的側重點不同。對于技巧類項目，各種動作技術生物力學原理的研究尤為重要。雙杠掛臂挺身后滾翻是個難度系數比較大的動作，掌握和運用這一動作技術要領，對于完成正確動作有很大的幫助。采用文獻資料法、圖示分解法，運用運動生物力學對該技術動作的要領進行了分析，對體操教學中存在的各種常見問題如技術、身體姿態等進行了探討，并研究部分需要特別注意的技術環節，希望能為體操教學提供理論依據。

【關鍵詞】體操 雙杠 生物力學 掛臂挺身夠滾翻

在體操項目中，雙杠是一項典型的彈性器械運動，其掛臂、擺動、回環、后滾翻都是該項目的特征性動作。通過對這些特征動作的生物力學原理探討和分析，有助于我們對彈性器械運動一般原理和基本規律的認識和理解。更有利于把握用運動生物力學原理分析和解決動作技術水平。

一、研究方法

查閱大量有關雙杠項目的研究資料，在分析歸納的基礎上，根據以往研究結果，特別是總結本人在體操項目生物力學學習，解決了大量雙杠訓練中實際問題的經驗，系統地分析了體操雙杠項目特點，把雙杠動作分成掛臂、擺動、回環、后滾翻等幾大類，結合相關運動生物力學知識和理論，對雙杠的這幾類特征動作進行研究分析.提出一整套雙杠運動中的運動生物力學原理，為單、雙杠項目的訓練科學化提供理論依據。

1.文獻資料法

收集整理有關雙杠技術方面的文獻資料，確定研究范圍。對體操雙杠掛臂挺身后滾翻的力學分析這一環節進行系統的研究分析動作技術。

2.圖示分解法

通過本人自身掌握、學習、體驗和對體操雙杠掛臂挺身后滾翻的力學分析，通過動作分析圖再結合生物力學對雙杠掛臂挺身后滾翻進行進一步的分析和研究。

二、雙杠掛臂挺身后滾翻的一般生物力學原理

雙杠是以擺動動作為主的器械運動，慢用力動作或者靜力平衡動作在項目中已經不復存在。因而分析擺動動作即抓住了雙杠運動的核心問題。雙杠的掛臂挺身后滾翻通常有肩倒立、掛臂上下擺動、回環幾個部分組成。

1.肩倒立的力學作用

在完成掛臂挺身后滾翻時已成型肩倒是動作的前提，而肩倒立時重力最大，想要完成整套動作，就要把重力作為動力，通過人體重心的重力線對肩撐雙杠的支點產生力矩，加速人體繞雙杠的轉動。所以肩倒立的成功與否直接影響后面動作的完成的動力。

2.掛臂擺動動作的力學原理

（1）掛臂下擺動動作的力學原理

掛臂擺動在重心由高向下的前半部分是重力矩做功，起一個促使身體圍繞圓心加快旋轉角度的作用，在這一階段的主要技術要領是抬高重心，頂開身體，使重心的旋轉半徑達到最大，從而達到最大的重力矩，獲得最大的動力。圖3至圖9可以清楚地看到伸展身體，加大重力矩的作用。

（2）掛臂上擺動和挺身后滾翻動作的力學原理

掛臂擺動從重心由垂線的最低點向上運動起，就進入到動作的第二階段。在這一過程中，重力矩起阻力作用，技術要領是，適當地收縮身體的某部分關節，從而達到縮小重力臂，減少重力矩，減少阻力的作用。前擺能上能下，后階段僅靠下擺獲得的動能自然上擺是不能使身體重心在上擺時有足夠大的速度的，因為在上擺過程中，人體要克服身體重力做功，因此，必須通過有力的振浪兜腿，給重心一個上擺的沖量矩，以補償向上重心速度的損失。根據人體力學原理，上擺兜腿方向為前上方45°—48°為宜。根據動量傳遞原理，制動技術是通過肌肉用力來減慢腿部的運動速度，從而使得上體的運動速度增加，這樣腿和人體的運動速度得以重新分配。在腿急速前伸制動的同時，肩帶緊張，兩臂打開用力壓杠，梗頭上體急振，并與下體保持適度緊張，借助制動產生的動量轉移及杠的彈性，使人體成一整體一齊向上方運動，完成前擺上動作。此階段中，做銜接動作的前擺上與做單純的前擺上，其技術要領基本相同，但它又不等同于做單個動作。做單個動作時，在全身肌力調劑范圍內，制動早一點或遲一點，起肩快一點或慢一點，動作都可成功，只是質量（重心的高度、肩支撐情況）不同，因為它畢竟不用銜接動作，不用加速后擺，在腿自然下擺的過程中，練習者仍可適當調速整肩關節支撐身體重心的狀況，在做銜接擺倒立的前擺上時，則應主動適時起肩，盡早的用肩支撐起人體重量，這樣人體重心才“不浮”，不敢去加速后擺。

三、小結

體操運動中的動作系統的組成往往是根據比賽要求所規定的，動作系統的合理性和運動行為的目的性是一致的。雖然運用運動生物力學方法對體操運動技術進行研究已經取得一定進展，但肌肉力學仍是當今運動生物力學的熱門課題。針對體操運動員肌肉力量的訓練、機能評定將是今后的研究重點。

【參考文獻】

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