题目

跳高的姿势有跨越式、滚式、剪式、背越式等几种,而优秀跳高运动员往往都采用“背越式”技术的物理原因
是用高一的物理知识回答的.

提问时间：2021-01-18

答案

哦 跳高是田径运动中的一个跳跃项目.跳高的基本任务是运用自身能力,通过助跑,起跳,过杆和落地等动作形式,使人体腾越尽可能高的横杆.跳高的技术特征是:由跑转变为跳;由支撑转变为腾空;由水平位移转变为抛射运动.由于跳高运动是由平动和转动两种运动形式完成的一项复杂的空间运动,并具有周期性运动和非周期性运动的双重特征,所以说跳高技术是田径运动技术中最困难的技术之一.
1 跳高技术的理论基础
1.1 决定跳高成绩的基本因素
跳高时,人体的跳跃高度是由三个垂直距离的总合所决定的,这就是跳高理论中的重要公式:(见图1)
H=H1+H2±H3
H——能够跳过的横杆高度
H1 ——起跳时人体离地瞬间身体重心的高度
H2 ——通过跳跃使人体重心升高的高度
H3 ——人体重心腾起的最高点至横杆之间的距离
从公式中可以看出与跳高成绩直接相关的三个条件.H1,即起跳瞬间人体重心高度,它取决于以下两个因素:其一是运动员的身体形态.身材高,特别是下肢修长的人,重心也高,这是极为有利的条件;其二是运动员起跳时的身体姿势.因为身体姿势的改变会直接影响身体重心的变化,如在起跳时两臂和摆动腿充分向上高摆,提肩,拔腰,整个身体充分向上伸展,起跳腿的膝踝关节充分蹬直,这会显著提高身体重心的位置.
一般来说,跳高时人体重心腾起的最高点是在杆上,因此,这就要求H3值越小越好.当然,过杆时身体重心抛物线的最高点处在横杆之下是最理想的,而且从理论上讲也是成立的,但在运动实践中尚未有先例,那么实现H3的理想条件是什么呢 这主要取决于过杆动作和身体处于杆上的姿势.跳高技术的发展,过杆动作演化的趋向,就是为了更好地利用已获得的腾空高度越过更高的横杆.从跨越式到俯卧式和背越式,过杆时身体重心与横杆距离大大减小,所以说H3是衡量过杆动作优劣的主要标准.
从上可以看出,在决定跳高成绩的三个条件中,H1和H3与运动员的身体形态及采用姿势,身体各部分的协调动作有关,是提高跳高成绩不可忽视的因素.但是,决定跳高成绩的主要条件却是H2——跳跃使身体腾空的最大距离.这是跳高技术中的关键.
跳高是属于垂直跳跃项目,尽管腾起后受水平速度的影响,但重心轨迹仍按抛物线运动,从垂直上抛运动公式:H=V02sin2a/2g 可以看出,决定重心腾起高度的唯一因素是起跳瞬间的垂直速度.
从力学原理我们知道,跳高腾起的高度既依赖于自然弹跳力,又更多地取决于助跑速度在起跳阶段换成腾起初速度的效果.助跑速度越快,转换得越好,获得的腾起高度越大.速度的转换是在运动员起跳技术稳定的条件下,而且在一定的生理学范围内,加快助跑速度,促进水平冲击负荷增大.起跳腿伸肌群肌肉拉长的速度加快,这使伸肌群受到刺激强度与冲动频率相应地增高,从而有利于速度的转换,获得更大的垂直速度.
根据功率公式:P=A/t=m v02/t ,可以得知较大的垂直速度V0,必然要求有较大的蹬地爆发功率.同时:P=FxS/t(P:功率,A:功,t:时间,m:质量,F:力,S:工作距离.这里仅考虑垂直方向的物理量).
从以上公式可以看出,增加爆发功率的因素有三:一是增大蹬地力F;二是增加蹬地工作距离S;三是缩短起跳时间t.从以上三个因素来看,蹬地力量F的大幅度提高,往往造成腿部肌肉过份粗大的弊端,加大工作距离S,必然在起跳前过多下降重心而造成严重减速.所以,缩短起跳时间t,既不增加很多力量,还能取得好的效果.
1.2 跳高的腾空动作及其原理
1.2.1 起跳腾空后人体重心的运动轨迹
跳高起跳时身体腾空离地的一瞬间,其身体重心在空中的运动轨迹——抛物线已经确定.此抛物线是由水平方向和垂直方向的合成速度决定的,抛物线的高度取决于起跳蹬伸时的垂直速度,而抛物线的距离则由助跑的水平速度决定的.因此,在跳高运动中起跳的垂直速度越大越好.
由抛物线原理得知,跳高运动员一旦起跳腾空后,身体在空中不管做什么动作都改变不了重心的运动轨迹,在空中任何想提高身体重心的努力都是徒劳的.
1.2.2 人体在空中的补偿运动及相向运动
既然身体腾空后的重心运动轨迹不能改变,那么跳高的空中动作有何作用呢 背越式跳高起跳后首先是头和双臂过杆,然后是背,腰,臀部依次移过横杆.为了尽可能利用重心的腾起高度过杆,因此身体某一部分在杆上时,其它部分肢体需尽量垂于杆下,头肩部过杆后即下沉,相应地升高腰背躯干,这就是空中的补偿运动.主动降低部分肢体,而升高一部分肢体,总重心在空中的位置不变.
另外,当运动员跳越最大高度,身体在杆上形成"桥"时,为了上举双腿,必须上抬头部和双肩,做以髋为轴的相向运动.相向运动也是补偿运动.(见图)
2 背越式跳高技术
纵观跳高运动的发展史,可以看出跳高技术不断革新和演变的历程,由跨越式到剪式,滚式以及俯卧式,每次变革都使跳高技术更合理,更科学,更能发挥人体的潜在能力.尽管俯卧式技术是比较先进的技术,但自进入80年代以来,背越式战胜俯卧式已成无情的事实.那么背越式技术的优越性在哪儿 为什么说背越式技术是最先进的跳高技术呢
2.1 背越式跳高的技术特点
2.1.1 能更好地利用助跑速度
跳高技术中最重要的一环在于,通过合理而连贯的动作,充分利用助跑中获得的水平速度,平稳地转入起跳,缩短起跳时缓冲动作时间,从而加快起跳时的垂直速度.由于背越式跳高比较接近自然动作,其助跑,起跳,过杆和落地各部分之间的衔接比其它跳高姿势更为紧密连贯,所以有利于运动员在最后几步保持良好的动作节奏和较快的速度.
从动作结构上看,背越式在起跳脚放上起跳点瞬间,身体重心比较高而靠近起跳点的垂线.因此,起跳力量的垂直分力比较大,起跳中身体重心升高得快.这些特点可以使背越式运动员在更高的速度下起跳.我国运动员朱建华助跑最后4步身体重心移动的平均速度高达8.29米/秒,而起跳时间只有0.167秒.这样快的速度,只有背越式跳高技术才能达到.
2.1.2 能充分利用弧线助跑的积极因素
背越式跳高运动员在完成最后几步助跑时,身体重心轨迹和足掌落地点是沿弧线进行的(见图).
弧线助跑与直线助跑相比较有不足之处.如弧度不易固定,步点不易准确,助跑不易丈量和起跳时容易造成过早转体倒肩等.但是弧线助跑的积极因素,特别对于背越式起跳,过杆等动作结构,却是非常必要的.概括起来有以下几点:
(1)降低身体重心.背越式最后3~4步弧线跑,因身体承受离心力作用,致使身体向弧心倾斜,半径越短跑速越快,人体内倾越大,这就自然降低了身体重心.研究资料证实:身体内倾30度可降低重心13厘米.重心降低,自然加长了起跳时的工作距离.
(2)由于背越过杆的要求,起跳后身体要转成背向横杆的姿势,采用弧线助跑在不影响跑速的情况下,至起跳时身体已成侧对横杆了,这为起跳作好了准备,有利于起跳时的身体绕纵轴旋转.
(3)弧线助跑在起跳时有一个身体由内倾转向垂直的运动,其所产生的法向加速度V1可以加大支撑点的压力,增加起跳效果;所产生的切向加速度V2(即离心加速度)有助于向横杆方向的运动(见图4).这是身体起跳后由垂直转为水平的主要动力.
(4)由于助跑弧线的曲率半径逐渐缩小,在起跳时人体可以获得向横杆转动的角动量,此角动量正是人体沿横杆转动的动力,不需偏心推力就可使蹬地时的支撑反作用力通过身体重心,做到起跳时的正心用力,从而增大H1和H2值,提高起跳效率.
(5)弧线助跑由于身体内倾,可以避免起跳时的过早倒向横杆.
2.1.3 动作结构比较简单,自然,相对容易掌握
例如,折叠屈膝摆腿,过杆时身体绕横轴转动,身体两侧的动作基本对称.这些动作接近自然动作,相对比较简单,因而容易掌握,因此能在较短时间内提高运动成绩.
2.1.4 过杆形式经济合理,而且新颖有趣
2.2 背越式跳高技术
请看朱建华背越式跳高技术(见图5)
2.2.1 助跑和起跳
助跑是跳高技术中十分重要的环节.研究助跑技术,一定要把助跑和起跳以及过杆技术紧密联系起来,从跳高全过作大胆的革新,积极培养他们形成自己独特的技术风格.世界跳高运动的发展和我国跳高训练的成功经验都证实了培养独特技术风格的重大作用.