第二章 田径运动技术原理第一节 概述一、田径运动技术原理的概念、作用与意义：身体锻炼手段是指在身体锻炼过程中，以提高某一身体活动能力、完成某一具体的锻炼任务所采取身体练习。是具体的有目的的身体活动方式，是身体锻炼方法的具体体现。技术就是完成动作的方法。身体锻炼手段技术是为促进人体正常发育、增强体质，增进身体健康而完成身体锻炼动作的方法。最合理的身体锻炼技术是在身体锻炼中能促进人体正常发育、增强体质，增进身体健康的最有效的技术称为最合理的身体锻炼技术。众所周知每个人的发育程度，体质水平，健康状况，身体各部位的比例关系；各种素质发展的均衡程度等因素都存在着一定程度的差异；而使得每个人身体锻炼技术也有一定程度的差异。但从生物力学的观点来分析，他们之间存在着共性，有都遵循运动生物力学的客观规律。所以，身体锻炼手段技术原理是身体锻炼手段技术中带有普遍性的和基本的规律。身体锻炼在促进人体正常发育、增强体质，增进身体健康，培养意志力、自我控制能力、果断、勇敢、刻苦耐劳、沉着和自信的品质等方面都具有的重要的作用。虽然身体锻炼的技术与竞技体育的技术存在较大差异，但是同样需要合理的技术。只有合理的技术，才能取得良好的锻炼的目的。 最合理的动作规格就是理想的动作模式。理想的动作模式既要符合力学上的规律，也要符合人体解剖学和人体生理学上的规律与要求。理想的动作模式在形式与内容上包括动作的方向路线、幅度、速度及其变化率，用力顺序或协调配合程度等。 合理的运动技术不仅可以充分利用人的机能潜力，而且给人一种美的感觉，使人觉得这样的技术充分地利用于各运动器官的能力。 技术的形成依赖于多种因素：运动解剖学、运动生理学、运动心理学和运动生物力学等方面的因素决定了合理的运动技术的模式与要求。 从运动解剖学的角度看，由于人的骨骼，肌肉的构造和特点，使得人们从事身体锻炼时所表现的运动形式特征动作模式受到一定的限制。例如，肩关节与肘关节的结构不同，因此动作的幅度和运动路线也不相同；髋部肌群横断面大，收缩力强，但收缩速度较慢，因此身体锻炼中大部都要求髋部先发力，这也是形成技术的规律之一。为矫正不良身体状态，改善人体形态和增强每一块肌肉的功能，就必须使身体锻炼的技术符合人的骨骼，肌肉的构造和特点。 从运动生理、运动生物化学方面看，则身体锻炼技术必须要符合节能的原则，特别是中长跑等耐力跑，善于放松，尽可能地节约能量消耗是中长跑，特别是长跑技术的第一要求。为达此目的，神经系统的支配能力起着极为重要的作用。 从运动心理学角度看，则心理因素是使身体锻炼技术产生波动的重要方面。意志力、自我控制能力、果断、勇敢、刻苦耐劳、沉着和自信等品质，对于学习技术和在关键时刻表现出合理的技术，起着无法估量的作用。在实践中人们评价技术时，通常以动作的实效性和经济性作为客观标准；也就是把自身的最大能力使用在最关键的动作环节上，而在预备动作和动作的次要阶段则尽量避免消耗过多的体力。从运动生物力学角度看，则身体锻炼技术动作必须要符合人体力学方面的原理。运用生物力学的研究方法来分析身体锻炼技术是当代的主要手段。它不仅可以进行定性和定量分析，而且可以分析技术的合理性和如何取得良好锻炼效果。我们在对身体锻炼技术进行分析时，也是从生物力学角度来进行分析的。（一）、学习好身体锻炼的技术对身体锻炼和人体的作用：1、正确的身体锻炼技术能提高人的走、跑、跳、投等基本活动能力：走、跑、跳、投等活动是人们日常生活、运动健身、运动康复、生产劳动和保卫祖国所需要的基本活动能力。身体锻炼都是由走、跑、跳、投的运动形式和动作组成。经常参加身体锻炼，能掌握正确的走、跑、跳、投等活动技能，提高人体机能，使人的走、跑、跳、投等基本活动能力不断得到增强。2、正确的身体锻炼技术和经常进行身体锻炼能促进儿童和青少年身体形态正常发展： 身体形态基本上是由人体的骨骼和肌肉生长、发展状况而决定的。儿童、少年乃至青年参加身体锻炼，掌握正确的身体锻炼技术能加速血液循环，增加对骨骼和肌肉的血液供应，使骨骼和肌肉获得比平时更多的氧气和营养物质，同时，身体锻炼的走，跑、跳、投等技术动作还能对骨骼和肌肉的生长产生良好的机械刺激。这样，就为造骨过程和肌肉生长创造了良好的条件，促进了儿童和青少年身体形态朝着完美的方向发展。3、田径运动锻炼能提高人体各器官系统的机能：、神经系统方面 人们在参加身体锻炼从事走、跑、跳、投练习时，都是在大脑皮层中形成各种条件反射，在神经系统兴奋、抑制相互交替过程中支配肌肉收缩与放松情况下完成的。这样就使神经系统得到锻炼，促使大脑皮层神经细胞得到发展，神经系统机能不断得到改善。同时还能改善与提高位觉器官、视觉器官和前庭器官的机能。、血液循环系统方面 参加身体锻炼时，尤其是参加周期性运动项目中长跑、健身跑锻炼时，机体需要通过血液及时输入大量氧气和营养物质。这就要求血液循环系统加强工作来满足，从而使血液循环系统得到锻炼。久而久之，使血液循环系统的机能得到改善。实践证明，经常参加中长跑、健身跑锻炼的人，心肌增强，心壁增厚，心室扩大(心脏容积增加)，从而使心脏每搏输出量增加；血管壁的弹性也较普通人要好；心脏体积较普通人要大(运动性心肥大)；心跳次数较普通人要少(运动性心搏徐缓)。这些都是血液循环系统发展完善和机能提高的标志。、呼吸系统方面 实践证明，经常参加身体锻炼的人，呼吸肌的力量和耐力得到增强，呼吸差(尽量吸气与尽量呼气的胸围差)加大，肺活量加大，呼吸深度加深，呼吸率减少，最大通气量得到增加等；这些都是呼吸系统机能得到改善和提高的标志。 4、正确的身体锻炼能全面地发展身体素质 身体素质是体质强弱的标志之一，它是人体各器官系统机能能力在肌肉工作中的反映。由于身体锻炼项目多，各个项目技术都有其自身的特点，对身体各部位、环节有其特定的要求，因此，参加身体锻炼能全面地发展人的身体素质。因此，经常运用多种手段参加身体锻炼运动能发展速度、全身肌肉的力量、灵敏、协调和柔韧性等身体素质。 5、正确的身体锻炼能提高人体对环境适应能力和抗病力 由于身体锻炼多在户外进行，因此在从事身体锻炼过程中，能使人体更多地接触空气、日光和自然环境，从而可以提高人体的体温调节能力，增强人体对外界环境的适应力和对疾病的抗御力，增强适应大自然的能力。同时，美好的自然环境能使人心旷神怡，达到增强心理健康的功效。 总之，经常运用正确的技术系统、科学地参加身体锻炼，改善人体形态，增强体质和提高健康水平有重大的意义和作用。（二）、身体锻炼手段有关力学的基本概念：为了能确切地认识技术和分析技术，首先要对一些力学的基本概念有一个正确的认识：力：所谓力是指一个物体对另一物体的作用，它是使物体产生加速度的来源，任何物体在无外力作用的条件下，该物体的运动状态，形状和体积不变，这就是人们常说的牛顿第一定律。在有二个或二个以上的力同时作用于一个物体时，其结果相当于某一个力对它的作用，此时我们称该力是合力。反之，我们也可以将一个力看成是二个或二个以上的力对该物体同时起作用，这是力的合成与分解。例如在起跳时我们可以把助跑的水平速度和起跳的垂直速度看成是跳跃时推动人体重心沿运动方向的一个作用力，也可以把它分解为水平用力和垂直用力。在田径的运动实践中任何一项运动技术，都有许多力在同时产生作用。人体内力：在研究人体运动的力学问题时，首先要确定研究对象，在力学中确定的研究对象称力学系统。若将人体看作一个力学系统，则人体内部各部分相互作用的力称为人体内力，如肌肉张力、韧带张力、组织粘滞力、关节约束力等都属于人体内力，其中肌肉张力是人体内力中的主动力。肌张力施于骨骼，并与外界的相互作用以保持人体姿势或控制人体运动。由于人体内力是人体力学系统内各部分之间的相互作用，虽可引起人体力学系统各部分之间的相对运动，但不能引起人体整体运动状态的改变。人体外力：若将人体确定为研究对象，即人体力学系统，那么外界对人体作用的力称人体外力。引起人体由静止状态改变为运动状态只能是人体外力。人体各环节的运动，只能是环节以外的力(外力)对环节作用的结果。用人体肌张力(人体内力)来说明直接引起人体位移是不确切的，应该说引起人体运动状态改变的直接原因是其他物体对人体的作用力(外力)。肌张力对人体力学系统来说只能是内力，如果人体失去其他物体对人体的作用，人既不能走又不能跑，即不能改变人体整体在空间的位置。人体如果缺乏肌张力主动的对外界环境的相互作用，那么人体自体位移也难以实现。人体内力与外力的相对性及其相互关系：内力和外力的区分是相对的。如何确定某个力是内力或是外力，取决于研究对象。由于研究对象的不同，同一个力既可看作内力又可看作外力。肌张力对于人体整体而言是内力；然而肌张力对于作用的人体环节而言就是外力。肱肌张力对前臂而言是外力；而对整个上臂而言肱肌张力又是内力了。人体内力不能直接引起人体整体的运动，但可以通过人体与外界环境的相互作用，这时人体内力的合效应可以引起人体特定外力，从而使人体发生整体运动，如蹬地时人体依靠下肢肌肉收缩力(人体内力)使下肢诸关节伸，在此过程中人体给地面以作用力，同时地面以支撑反作用力(人体外力)作用于人体，从而改变人体的运动状态。因此，人体内力和外力是相互联系的，内力是人体运动的必要条件，但内力只有通过外力才能使人体产生整体运动。必须强调，人体作为一个活的力学系统，其中肌肉收缩的人体内力又是受人体神经系统，特别是大脑的控制、调节，具有主动积极和可控的特点，因而对整个人体来说，肌肉收缩的人体内力可以在一定范围内增大或减小。如果提高人体内力对地面的作用，那么，毫无疑问也可以提高地面对人体的反作用力(人体外力)。从这个意义上讲，没有人体主动的内力就不可能产生人体主动运动。 重力：重力是地球的吸引力，在引力范围之内它始终都在起着作用。它对身体锻炼中的某些项目是不利的，在跳高和撑竿跳高时，就是要看克服重力的情况；但有时也可利用重力如在加速跑及弯道跑时，身体前倾和内倾就是根据加速度的大小和离心力的大小适宜地利用着重力因素。摩擦力：摩擦力是阻碍物体运动的力。它也有两重性。人们在跑时为了使后蹬动作更有实效，穿上适当长度钉子的跑鞋，就是为了加大脚与地面的摩擦力；另一方面，在投掷项目中人们将投掷器械的表面做得尽量光滑，则是为了减小器械在飞行中与空气的摩擦力。加速度：单位时间内速度的变化率是加速度。人们在从事身体锻炼身体的某一部分，还是整个身体的运动都在时刻地变化着。当速度持续增加时，我们称之为正加速度(简称加速度)，而速度持续降低时，我们称之为负加速度(俗称减速度)。 对同一个物体来讲，它的加速度与受到的力成正比，与物体的质量成反比。牛顿第二定律的公式F=ma两个物体之间的作用力与反作用力总是同时存在，而且是大小相等，方向相反。这就是牛顿第三定律。人在做动作时必然会对支撑体重的地面或其他支撑物(如撑竿跳高的竿子)产生一个作用力，此时地面立即产生一个方向相反，大小相等的反作用力。人体内部各部分之间的相互作用力一般称为内力。在无支撑的腾空状态，人的动作只能改变身体某些部位的相对位置，不能改变重心的运动状态，例如跳远腾空时运动员的任何动作都改变不了身体重心既定的运动轨迹。此时的内力引不出外力来。 动量与冲量：运动着的物体，其质量与速度的乘积是该物体的动量。如果改变物体的动量则需要作用力和作用力的时间，二者的乘积是冲量。因此冲量I=Ft。因为v2-v1/t；F=ma，所以I=Ft也可写作I=mv2-mv1。一个物体在时间，内的动量变化等于作用在物体上的外力在相同时间的冲量，这就是动量定理。 轴：任何旋转的物体不论在地面或是在空中，至少要沿一个轴旋转。旋转体各部分运动的方向均与轴垂直。通过身体重心的轴是主轴，它可能是动量矩