跳躍的力學分析對跳遠運動員的影響

傅虎 秦迎鑫

中圖分類號：G823.3 ? 文獻標識：A ? ? 文章編號：1009-9328（2021）06-063-01

摘 ?要 ?本研究將著眼于跳躍的力學分析對跳遠運動員的影響，以此將力學給予跳遠運動員的積極影響進行闡述。本文采用文獻資料法、數理統計法、對比分析等研究方法，并對國內外優秀跳遠運動員的助跑速度、垂直速度及水平速度損失率、跳遠騰起角等參數進行對比分析，得出跳遠諸影響因素之間的關系以及跳躍的力學分析對跳遠運動員的影響，并就如何提高跳遠成績提出了見解。

關鍵詞 ?力學分析 ?跳遠 ?主要因素 ?提高成績

一、前言

跳遠原是人類獵取或逃避野獸時跨越河溝等的生活技能，后成為軍事訓練的手段，以及成為公元前708年古代奧運會五項全能項目之一。跳遠運動中存在著諸多力學原理，但是最基礎的原理與其他跳躍項目都是相同的。運動員只有掌握了基本的力學原理，才能做到側類旁通，提高跳遠運動的水平。因此，對跳遠運動的力學原理進行分析是很有意義的。

二、跳遠運動的力學分析概述

跳遠運動中最為基礎的力學原理就是牛頓第二定律，正是因為牛頓第二定律的合力，才有了人體運動狀態的多種變化。相互作用力也是跳遠運動中的一大力學原理，運動員正是借助與地面間的相互作用力來獲得最大起跳速度和最佳騰起角。跳遠大概分為四個階段，即助跑、起跳、騰空和落地。本文對跳遠力學原理的分析也將按照這四個階段來進行[1]。

三、助跑時的力學分析

人不管是行走還是跑動都離不開摩擦力，這是人體移動的必備力。助跑時，人體受到自身的重力和地面的支持力。相對地面來說，人有向后的趨勢，因此人體受到地面向前的摩擦力，這會使人體的重心位置受到一個力矩，其方向為順時針。這個力矩的存在對于運動員的助跑十分不利。因此，助跑時運動員的身體要盡可能前傾，將自身的重心向前、向低調整，以此來克服順時針力矩帶來的不利影響[2]。

四、起跳的力學分析

起跳瞬間運動員會用力蹬踏板，同時受到踏板的反作用力。反作用力越大，運動員獲得的動力就越大，而一旦蹬踏動作結束，運動員脫離地面，受到的力只有重力，運動員的運動就可以看作是平拋運動，此時騰起角度顯得尤為重要。在跳遠中，理想的騰起角度范圍應是18°～30°。跳遠過程中，騰空時間是由初速度的豎直方向分量決定，而初速度又是由運動員蹬地力的豎直分力所決定。在騰空時間一定的情況下，水平方向的初速度越大，跳的距離就越遠。如果騰起角度過高，會使豎直方向分力變大，人能跳得更高，但是會導致水平方向上的分力減小，卻不能跳得更遠;騰起角度過小，水平方向分力增大，人會跳得更遠，但是由于豎直方向上的分力減小，人的騰空高度降低，騰空時間減少，無法正常地完成跳遠動作，甚至可能帶來前趴的危險。因此，一個適當的騰起角度，對于獲得最長的跳遠距離就顯得十分重要[3]。

五、騰空的力學分析

騰空階段運動員的空中姿態非常重要，起跳階段的目標是獲得較大的初速度和適當的角度，而騰空階段的目標是為了在良好的起跳的基礎上，充分完成動作，同時還要保證動作的成功。運動員的動作近似豎直上拋運動，重心軌跡是一條直線。騰空階段身體逐漸收縮，在最髙點處完成收腹，腿部盡量向上抬，向兩臂靠近，兩臂盡量上擺，保證身體的收縮。起跳階段考查的是人體的爆發力和彈跳力，而騰空階段主要考查人體的平衡能力和協調能力。如果能夠保證身體在空中舒展地完成動作，就能獲得最大的騰空時間和距離。蹬地瞬間如果大小腿之間的夾角太小，會導致重心降低，影響騰空高度。為了保證騰空過程中有一定的高度，在蹬地之后兩腿要迅速并攏，在經過最高點之后兩腿盡量往高抬，如此可以在一定程度上增加落地的距離[4]。

六、落地的力學分析

落地過程中，整個系統能量守恒，勢能逐漸減小，能量都轉化為了運動員與地面摩擦產生的熱能。為了獲得更好的跳遠成績，在落地過程中運動員的腿部要盡可能前伸，并通過四肢的調整來獲得最好的落地姿勢。為了保證落地過程的平穩，同時減少阻力，下落過程中應該讓身體與地面保持一定的角度，這樣才能避免發生前沖，或者后坐的問題。在落入沙坑之前，運動員的雙臂要向后擺動，雙腿向前，通過手臂來調整身體的姿態，控制平衡。在落地瞬間，運動員的膝蓋應該微微彎曲，從而起到緩沖的作用。落地過程中的力學分析可以幫助運動員延長落地的距離，同時也能降低運動員受傷的風險[5-6]。

七、結論

通過以上分析可以看出，在跳遠運動中力學原理起到了重要的作用。助跑階段，力學原理幫助運動員獲得最大的初速度;起跳階段，力學原理幫助運動員獲得最佳的騰起角;騰空階段，力學原理幫助運動員獲得最優的空中姿態;落地階段，力學原理幫助運動員獲得最大的落地距離。本文對跳遠運動中的力學原理進行了分析，對于運動員跳遠水平的提高能起到一定的幫助作用。

參考文獻：

[1]趙金華.跳遠運動中的力學知識[J].中學物理教學參考，2017，46（06）：50-51.

[2]于俊亭.跳遠助跑與起跳技術的力學分析[J].江蘇第二師范學院報，2015，31（09）：53-55.

[3]韓冰.力學原理在跳遠運動中的應用[J].中學物理教學參看，2015，44（08）：82-83.

[4]田忠新.擺動技術在跳遠起跳過程中的作用研究[D].太原：太原理工大學，2010.

[5]馬克壽.跳遠過程中幾個技術動作的力學分析[J].中國體育科技，1999（10）：17-18.

[6]劉山玉.跳遠運動的力學分析[J].鄭州工業技術學院，2018（01）：47-48.