從動力學角度對排球扣球各環(huán)節(jié)的運動進行分析論文
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)較復雜且不易掌握，它要求運動員有良好的身體條件和完整合理的技術(shù)結(jié)構(gòu)。扣球的完整技術(shù)動作包括：準備姿勢、助跑、起跳、空中擊球和落地5個相互銜接的部分。其中空中擊球是扣球技術(shù)的關鍵環(huán)節(jié)它直接影響扣球的質(zhì)量和效果。因此，該文試運用物理學知識，從動力學角度，對扣球各環(huán)節(jié)的運動進行分析，探求最合理的擊球動作和用力順序，使運動員能夠科學掌握技術(shù)動作，在實際的比賽中做出更好的應對，也為排球扣球技術(shù)的發(fā)展提供有意義的參考。
1 準備姿勢
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，做好向各個方向助跑起跳的準備。
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，進而會影響扣球的力度。助跑作為扣球的基礎準備動作，在比賽的復雜形勢下，需要通過預判來調(diào)整其速度和步數(shù)以便更符合實際情況。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，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，根據(jù)動量傳遞理論，把動量轉(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能；第三步起跳，根據(jù)動力學原理，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 助跑的力學原理分析
由牛頓第三定理可知，排球扣球助跑踏跳時，如果地面給人體的力超過了人自身重力，人體就會獲得向上的加速度。據(jù)相關資料表明，發(fā)現(xiàn)許多運動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，也可方便觀察來球的情況做出應對。
運動員通過快速助跑，有效制動以及強有力的踏跳，都能使其達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，要與三級跳遠相對比理解。大量研究證明三步助跑時跑速才能發(fā)揮出最佳速度4 m/s,但當助跑步數(shù)再增加時，情況就不太穩(wěn)定。
2.3 助跑的速度與后傾角的關系
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和該時身體重心連線與地面垂線間的夾角。從動力學角度分析，人身體在起跳瞬間重心應落后于觸地腳，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、踏跳時重心高度及起跳的發(fā)力和時長對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?shù)闹匦奈恢茫檀儆辛Φ钠鹛苁股眢w保持合適的后傾角，使下一步的扣球達到良好效果。
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'準備動作，分為并步起跳和跨步起跳。起跳的高度對扣球力度產(chǎn)生很大影響，但是每個人的彈跳能力有所不同，起跳的高度就會不同。傳統(tǒng)訓練中缺乏動力學理論基礎做指導，很難科學地對起跳進行訓練，但是隨著科學的發(fā)展，我們可以對起跳過程中的肌肉和骨骼做測定及其相關分析，最終做到因人而異科學合理地制定訓練計劃。我們可以利用三維立體攝影技術(shù)對起跳的動作進行分析，得出最佳起跳動作，并據(jù)此分析。
3.1 起跳的角度及發(fā)力
查閱國內(nèi)相關資料研究表明：在起跳時，身體各部位最佳的起跳角度，踝關節(jié)角度為80°~90°，右膝角度100°~119°，左膝角度為135°~159°，髖關節(jié)彎曲為90°，此時肌肉最能發(fā)揮最大能力，這些指單側(cè)力量。
起跳時的緩沖時間長短、膝關節(jié)的彎曲角度、蹬離地面的向上的瞬時速度，都能夠影響到起跳的效果，根據(jù)運動生物動力理論得知，用較短的緩沖時間來減少水平速度及動量的損失，以合適的膝關節(jié)起跳角度，增加蹬離的力度都可提高起跳高度。運動員在蹬伸過程中，下肢要主動產(chǎn)生繞身縱軸的力矩，能獲得起跳時繞縱軸的角速度。因此，起跳時繞縱軸的角速度不能忽視。
3.2 起跳效果的重要指標
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。當重心騰起角度一定時，重心水平速度的大小將決定跳躍的遠度。研究發(fā)現(xiàn)，加快起跳時髖、膝關節(jié)伸展速度，適當控制髖關節(jié)的伸展幅度，可以有效地提高扣球起跳跳離地面時的重心水平騰起速度。
4 空中揮臂擊球
揮臂是整個扣球動作的核心，揮臂的力量、角度、幅度的不同都會影響到球的方向和速度。最終的目的是要擊敗對手得分得發(fā)球。揮臂的正確發(fā)力和控制是關鍵。
4.1 揮臂的技術(shù)動作發(fā)力順序
當起跳身體騰空后，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，以迅速轉(zhuǎn)體、收腹動作發(fā)力，依次帶動肩、肘、腕各部位關節(jié)向前上方成鞭甩動作揮動。
4.2 揮臂的生物力學分析
排球的擊球動作特點是完成時間短，沖力較大，屬于肌肉的一次性最大爆發(fā)力收縮形式。這一動作的完成需要一定的初速度，根據(jù)動量學原理，縮小旋轉(zhuǎn)半徑和提高轉(zhuǎn)動角速度才能夠提高初速度，這就要求在擊球時需要屈臂擺動來縮小轉(zhuǎn)動半徑加大角度，研究證明，引臂角度在75°~90°時，能發(fā)揮肌力最大值。
4.3 用動量矩守恒定律進行分析
根據(jù)動量矩定理推論，當和外力矩為零時，其動量矩保持不變，人在空中起跳擊球時處于騰空無支撐狀態(tài)，滿足動量矩守恒的條件。動量矩是矢量，其方向為角速度方向。無論人體空中動作多么復雜，其總動量完全由騰空瞬間的初始條件所決定。
扣球時，由腰、腹發(fā)力，下肢主動用力，在充分伸直加大轉(zhuǎn)動慣量的同時，沿人體橫軸產(chǎn)生一個向前的動量矩，根據(jù)動量矩守恒定律，人體上體也要產(chǎn)生一個相對運動，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
整個扣球完成最后一步的落地技術(shù)也很關鍵，成功的落地技術(shù)可以使運動員得以很好地自我保護。在擊球時運動員在空中手臂肩部較高，扣球結(jié)束后人體會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造成腳踝或膝關節(jié)的損傷。只有盡量控制雙腳同時落地，且在落地時注意屈膝收腹，才能緩沖下落的力量，得到很好的過渡，也方便運動員進行下一個動作的快速轉(zhuǎn)變。
6 結(jié)語
排球扣球的各個環(huán)節(jié)緊緊相扣，助跑以三步為佳，起跳以短時為宜，也不能太短，需要充分發(fā)力起跳，揮臂時遵循發(fā)力順序和技術(shù)動作的準確性，擊球時注意手型和觸球點，最后屈膝收腹安全落地。整個過程一氣呵成，要隨瞬時條件而隨機應變，掌握每個動作的力學原理，靈活運用，以期發(fā)揮更好的水平。在動作過程中應盡力避免錯誤和變形，防止受傷的發(fā)生。
隨著各國排球局勢的良性發(fā)展，我國排球也應充分重視，基于運動生物力學的理論，利用科學技術(shù)來推進排球的發(fā)展。例如三維測力臺、壓力傳感器、三維攝影、影片分析等，將這些分析技術(shù)針對性的應用到排球扣球中，可以更科學有效地研究和分析技術(shù)動作，能夠給運動員和教練員提供更有理論基礎的科學有效的訓練，這也終將推進排球扣球技術(shù)及其他技術(shù)的發(fā)展和進步。
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