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湖南理工学院《运动生物力学》课程论文浅析影响短跑运动员成绩的力学因素作 者 班 级 1101 院部 体育学院专 业 体育教育 学 号 任课教师 完成时间 2013年 12 月 21 日 摘 要： 影响短跑成绩提高的因素很多, 其中外源性生物力学因素容易被大多数教练员忽视。外源性生物力学因素属 力学类范畴, 它是由身体质量、空气助力和地球的引力等构成。通过影响短跑成绩提高的这些力学因素, 对如何通过训练手段、鞋、服装以及运动场地的设计来克服这些力学因素, 以求达到提高速度的目的。关键词：生物力学；短跑；途中跑；阻力前言短跑在田径运动中一直是最受关注的项目。 一直受到广大教练员和科研人员的高度重视。在我国, 男子短跑运动属于落后项目，在短跑训练中, 技术训练和素质训练是提高速度的主要训练手段和方法。我们在训练计划和训练内容上很难看到与力学有关的训练信息。忽视了力学因素在短跑训练中对提高速度有着极其重要的作用。而许多可提高速度成绩的辅助手段都具有生物力学性质。这些具有辅助手段的生物力学因素可划分内源性生物力学因素和外源性生物力学因素两大类。内源性生物力学因素是通过使身体最佳力学结构来提高运动成绩。外源性生物力学因素是指能提高运动成绩的身体以外的一切方法和条件。其作用机制是能有效的改变从而减少力学因素对成绩影响分析我国男子短跑项目落后的原因。为我国短跑项目的训练提供理论依据和参考建议。最终为提高我国短跑项目的运动水平具有重大意义。 影响短跑成绩的力学因素1.1万有引力根据牛顿力学,万有引力的大小与两相作用物体质量的乘积成正比 ,而与两物体间距离的平方成反比(万有引力 =Gm M/ r^ 2) 。万有引力对人类从事的各种运动项目都有约束性影响,只有当人类到不存在万有引力的空间去 从事体育活动时,这种情况才会改变万有引力的影响,不仅直接施加到人体和各种体育器械上,而且作为大多数限制性力学因素的一部分,而间接作用到人和器械上。重力是地球引力和绕地轴转动的惯性力心力的合力, 海拔越高 引力越小( f = G Mm/ r^2 ) r 在这里表示道地心的距离而惯性力心力越大, ( f = mr w ^ 2) r在这 里表示到地轴的距离, w 表示绕地轴的转动角速度,它不会因为你爬到山上而变,但r确大了,故离心力变大,海拔高了重力就会小, 纬度越高。到地心的距离不变,而到地轴的距离确越来越小,即引力大小不变而离心力越来越小。所以纬度越高,重力越大。因此,体育比赛在纬 度地区举行时,会随着纬度的不同, 重力加速度也随之变化,甚至达到具有显著影响的地步,所以赤道的重力加速度比高纬度的重力加速度小, 2008年北京奥运会田径记录多次被刷新,和北京位于北纬39度有很大的关系。1.2摩擦力 两个物体互相作用的力,这个力叫摩擦力。动的发生 ,物体形变部位变换,即动态形变也会消耗一部分能量而显示出阻力性;有些变形较大的物体还会产生明显的形位阻力。如跑鞋与塑胶地面接触时, 塑胶表面就会向下凹陷, 增大了跑道与鞋的摩擦力。1.3向心力物体做圆周运动时,沿半径指向圆心方向的外力(或外力沿半径指向心方向的分力) 称为向心力。从运动学角度可以证明,做匀速圆周运动的物体 的加速度大小为a= v^ 2/ r= X^ 2r,方向总是指向圆心,因此匀速圆周运动 的加速度,叫向心加速度.向心加速度只改变速度的方向,不改变速度的大小。在 200m 短跑 项目中,运动员在做圆周运动时,如何有效的提高向心加速度, 是提高运动员成绩的有效途径。1.4空气阻力 是指空气对运动物体的阻碍力,是运动物体受到空气的弹力而产生的。在短跑这类速度项目中,空气阻力是有碍运动员提高成绩的一个重要环节。根据空气阻力的公式: F =( 1/ 2) C Q SV^ 2 计算。式中: C为空气阻力系数; Q为空气密度;S 物体迎风面积; V 为物体与空气的相对运动速度。由上式可知,正常情况下空气阻力的大小与空气阻力系数及迎风面积成正比, 与速度平方成正比。运动员可以通过高速身体姿势来减小S,还可以运动着装来减小 C, 减小速度一般不会对成绩产生不利影响,而空气密度 Q 在正 常气候条件下, 海平面的空气密度约为1. 22 Kg/ m3,在海拔2000m 的度,空气密度下降为 1.00Kg/ m3,如果其它条件不变,则空气阻力也将下降。这对于提高短跑运动员克服空气阻力具有重要的意义。1968年,在海拔 2206m 的墨西哥城举行的奥运会创下一批优异的成绩,充分印证了成绩的创造与空气密度下降的紧密关系。外源性力学因素对短跑成绩的影响2.1服装对速度的影响在参加世界大赛上