劉 鋒 關(guān)汝華

(1.吉林大學(xué) 體育學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130012;2.長(zhǎng)春大學(xué) 旅游學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130061)

輪滑運(yùn)動(dòng)的雙蹬技術(shù)自出現(xiàn)以來(lái)在輪滑運(yùn)動(dòng)教練員、運(yùn)動(dòng)員中備受推崇，在專(zhuān)業(yè)體育期刊和書(shū)籍中也有大量運(yùn)用運(yùn)動(dòng)力學(xué)分析、評(píng)論的文章，一致認(rèn)為雙蹬技術(shù)“將傳統(tǒng)技術(shù)中減速的自由滑進(jìn)階段改變?yōu)橐淮卫幂喭庋氐牡诺兀粋€(gè)單步中增加了一次積極的加速階段?！保?-4］但我們從“人體內(nèi)力不能直接引起人體整體運(yùn)動(dòng)，人體與外界物體接觸并相互作用時(shí)，內(nèi)力可以引起外力。只有外力才能引起整個(gè)人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化”的基本原理出發(fā)［5］，根據(jù)輪滑運(yùn)動(dòng)蹬地方向與支撐腿滑行方向相垂直的特點(diǎn)［1］，以支撐腳為參考系，運(yùn)用最基本的力學(xué)知識(shí)分析運(yùn)動(dòng)員在外刃蹬地時(shí)支撐腿與地面相互作用力的關(guān)系，以及支撐反作用力的水平分力方向上身體重心移動(dòng)的步長(zhǎng)、速度、做功和動(dòng)能變化情況，認(rèn)為輪滑雙蹬技術(shù)的外刃蹬地動(dòng)作在“一個(gè)單步中增加了一次積極的加速階段”的力學(xué)方面理論學(xué)說(shuō)還值得商榷。

1 輪滑運(yùn)動(dòng)正確的蹬地方向與支撐腿滑行方向相垂直

輪滑運(yùn)動(dòng)最基本的技術(shù)是運(yùn)動(dòng)員的支撐腿向側(cè)蹬地，正確的動(dòng)作是蹬地方向與支撐腿滑行方向相垂直，這是由輪滑鞋的幾何形狀特點(diǎn)不便向后蹬地和向前滑行速度大于支撐腿蹬伸速度決定的［1］。運(yùn)動(dòng)力學(xué)原理是由支撐腿蹬地的支撐反作用力使身體重心產(chǎn)生向側(cè)移動(dòng)的加速度后在某一時(shí)刻把身體重心推到新的支撐腿上，使身體重心具有了向側(cè)移動(dòng)的速度，身體重心向側(cè)移動(dòng)的速度與身體重心在慣性滑進(jìn)方向的速度合成一個(gè)新的速度(所謂“慣性滑進(jìn)”是指在輪滑運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)員的身體重心由于運(yùn)動(dòng)而具有動(dòng)能，當(dāng)身體重心在運(yùn)動(dòng)的方向上不再受到支撐反作用力的時(shí)候，利用已有的動(dòng)能克服運(yùn)動(dòng)方向上受到的阻力繼續(xù)滑進(jìn)。支撐腿滑進(jìn)的方向代表著身體重心具有的動(dòng)能克服阻力運(yùn)動(dòng)的方向)，身體重心沿著新的速度方向前進(jìn)(見(jiàn)圖1、圖2)。傳統(tǒng)的直道滑行是這樣，彎道交叉步滑行是這樣，雙蹬技術(shù)也不能違背這個(gè)基本原理。根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的平行四邊形定則:

圖1 輪滑直道前滑運(yùn)動(dòng)力學(xué)基本原理圖

圖2 右腳內(nèi)刃蹬地動(dòng)作結(jié)束一瞬間受力示意圖

2 以支撐腳為參考系

在描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，選來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體叫做參考系。在研究雙蹬技術(shù)的外刃蹬地動(dòng)作的支撐反作用力是否使運(yùn)動(dòng)員的身體重心運(yùn)動(dòng)的速度增大時(shí)要設(shè)一個(gè)參考系。選擇不同的參考系來(lái)觀察同一個(gè)運(yùn)動(dòng)，觀察的結(jié)果會(huì)有不同。力是物體之間的相互作用，只要有力發(fā)生，就一定有施力物體和受力物體。在輪滑運(yùn)動(dòng)中施力物體是運(yùn)動(dòng)員、受力物體是地面。力相互作用的位置即支撐面是運(yùn)動(dòng)員的支撐腳(輪滑鞋的輪子)和瞬時(shí)支撐腳接觸的地面。雙蹬技術(shù)的外刃蹬地動(dòng)作的支撐面只由一個(gè)支撐點(diǎn)構(gòu)成，即外刃蹬地動(dòng)作的支撐腳和地面之間的相互接觸點(diǎn)，平衡的類(lèi)型是下支撐不穩(wěn)定平衡［5］。所以外刃蹬地動(dòng)作的支撐腳同時(shí)起著兩個(gè)作用，一個(gè)作用是承載著身體重心，另一個(gè)作用是人體肌肉工作時(shí)骨杠桿的最終支點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)員外刃蹬地時(shí)下肢肌肉遠(yuǎn)端固定快速收縮使下肢各關(guān)節(jié)伸展，給地面施以力量，其中對(duì)地面的正壓力使得支撐腳與地面之間因靜摩擦力在蹬地力方向相對(duì)靜止不動(dòng)，使得運(yùn)動(dòng)員外刃蹬地時(shí)支撐腿有了一個(gè)牢固的支撐點(diǎn)，地面反過(guò)來(lái)以彈力、摩擦力的合力給予運(yùn)動(dòng)員支撐反作用力，施力的效果是隨著下肢各關(guān)節(jié)伸展推動(dòng)身體重心遠(yuǎn)離支撐點(diǎn)。因此，研究外刃蹬地時(shí)身體重心在支撐反作用力方向的速度是否增大，應(yīng)該以支撐點(diǎn)為參考系。但是支撐腳承載著身體重心，在整個(gè)外刃蹬地動(dòng)作時(shí)間段，雖然在支撐腿慣性滑進(jìn)方向上身體重心沒(méi)有受到支撐反作用力，身體重心相對(duì)于支撐點(diǎn)在支撐腳的腳尖方向上速度為零，由于慣性滑進(jìn)在支撐腳的腳尖方向上身體重心相對(duì)于地面上的某一點(diǎn)仍然是向前運(yùn)動(dòng)的，支撐腳接觸地面的點(diǎn)不停地在改變，所以，不宜以支撐點(diǎn)做參考系。外刃蹬地動(dòng)作是一點(diǎn)下支撐平衡、肌肉遠(yuǎn)端固定，在蹬地力方向支撐腳與地面之間的靜摩擦力足夠大的情況下，施力的效果絕不是推動(dòng)支撐腳遠(yuǎn)離原來(lái)接觸的地面上的某一點(diǎn)，更不是推動(dòng)支撐腳承載著身體重心在腳尖方向遠(yuǎn)離原來(lái)接觸的地面上的某一點(diǎn)，以地面上的某一點(diǎn)做參考系更不合理。而作為構(gòu)成支撐點(diǎn)的兩者之一的支撐腳在整個(gè)外刃蹬地動(dòng)作時(shí)間段卻始終在身體重心受到的支撐反作用力的反方向上與地面之間因靜摩擦力相對(duì)靜止不動(dòng)，所以，支撐腳可以代表支撐點(diǎn)，以支撐腳為參考系比較合理。在支撐腳的腳尖方向上身體重心相對(duì)于地面上的某一點(diǎn)有慣性滑進(jìn)速度，設(shè)支撐腿慣性滑進(jìn)方向?yàn)閥軸。外刃蹬地時(shí)支撐反作用力的水平分力的方向與支撐腿的慣性滑行方向相垂直，以支撐反作用力的水平分力的方向?yàn)閤軸。

3 外刃蹬地動(dòng)作的步長(zhǎng)為零

圖3 右腳外刃支撐受力分析示意圖

左右腳著地點(diǎn)之間在運(yùn)動(dòng)方向上的距離為步長(zhǎng)［5］。以運(yùn)動(dòng)員右腳外刃蹬地為例，外刃蹬地動(dòng)作的支撐反作用力方向與支撐腿的慣性滑行方向相垂直，身體重心受到了向側(cè)的支撐反作用力，并在這個(gè)側(cè)向力的作用下產(chǎn)生了加速度。如果在力作用一段時(shí)間后，身體重心向側(cè)運(yùn)動(dòng)的速度不為零，那么身體重心必然是在這個(gè)側(cè)向力作用的方向上做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)并遠(yuǎn)離支撐腳。但是當(dāng)外刃蹬地動(dòng)作結(jié)束后，并沒(méi)有交換支撐腿、把身體重心推到新的支撐腿上形成一步、沿著合速度方向前進(jìn)，而是進(jìn)入外刃支撐轉(zhuǎn)變平刃支撐過(guò)程，身體重心又回到了原支撐腳正上方、由原支撐腿繼續(xù)支撐身體重心進(jìn)入直線(xiàn)滑進(jìn)階段。所以，從支撐腿開(kāi)始向外側(cè)傾斜到由向外側(cè)傾斜轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪边@段時(shí)間里，以支撐腳為參考系，步長(zhǎng)為零，身體重心在支撐反作用力的水平分力方向上的位移為零，在支撐反作用力的水平分力作用的方向上身體重心的速度為零(見(jiàn)圖3)。

4 外刃蹬地動(dòng)作所做的功

一個(gè)力對(duì)某一物體做了功，這個(gè)物體必然在力作用的方向上有位移，位移是用來(lái)表示質(zhì)點(diǎn)的位置變動(dòng)，設(shè)質(zhì)點(diǎn)由初位置A運(yùn)動(dòng)到末位置B，從A指向B的有向線(xiàn)段AB，就可以用來(lái)表示質(zhì)點(diǎn)在這次運(yùn)動(dòng)中發(fā)生的位移。以運(yùn)動(dòng)員右腳外刃蹬地為例，雙蹬技術(shù)外刃蹬地時(shí)運(yùn)動(dòng)員的身體重心在右腳上，因?yàn)闆](méi)有把身體重心從右腳沿著支撐反作用力的水平分力的方向推到左腳上，也就是沒(méi)有交換支撐腳，從運(yùn)動(dòng)員的支撐腿開(kāi)始向外側(cè)傾斜到由向外側(cè)傾斜轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪边@段時(shí)間里，以支撐腳為參考系，身體重心在支撐反作用力的水平分力的方向上相對(duì)支撐腳步長(zhǎng)為零，位移為零，外刃蹬地動(dòng)作在支撐反作用力的水平分力的方向上做的功也就為零。

5 外刃蹬地時(shí)動(dòng)能的變化

要增加動(dòng)能，質(zhì)心運(yùn)動(dòng)的速度就要提高，Ek=1/2mv2。雙蹬技術(shù)外刃蹬地時(shí)的支撐反作用力是向側(cè)的、與支撐腿慣性滑進(jìn)方向相垂直，雙蹬技術(shù)外刃蹬地動(dòng)作因?yàn)闆](méi)有交換支撐腳，以支撐腳為參考系，身體重心在支撐反作用力的水平分力的方向上相對(duì)支撐腳位移為零，步長(zhǎng)為零，速度為零。在慣性滑進(jìn)方向上，假設(shè)各種阻力為零，因?yàn)樯眢w重心沒(méi)有受到支撐反作用力，相對(duì)支撐腳速度為零，相對(duì)地面上的某一點(diǎn)速度大小也沒(méi)有變化，動(dòng)能沒(méi)有改變。身體重心在支撐反作用力的水平分力的方向上速度為零，在慣性滑進(jìn)方向上速度大小也沒(méi)有變化，雙蹬技術(shù)外刃蹬地時(shí)身體重心運(yùn)動(dòng)的合速度沒(méi)有增大，沒(méi)有增加動(dòng)能。

6 結(jié)論

在假設(shè)各種阻力為零的條件下，以支撐腳為參考系，運(yùn)動(dòng)員外刃蹬地時(shí)身體重心在支撐反作用力的水平分力方向上位移為零，在支撐反作用力的水平分力作用的方向上身體重心的速度為零，支撐反作用力的水平分力所做的功為零，身體重心在支撐腿滑進(jìn)方向上的速度大小沒(méi)有變化，動(dòng)能沒(méi)有增加。以地面上的某一點(diǎn)做參考系，運(yùn)動(dòng)員外刃蹬地時(shí)身體重心在支撐腿滑進(jìn)方向上的速度是利用已有的動(dòng)能克服身體重心在運(yùn)動(dòng)方向上受到的阻力繼續(xù)滑進(jìn)。

［1］于立強(qiáng)，孫維民，王煥.輪滑教育［M］.長(zhǎng)春:吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2008:46，32.

［2］孫顯墀，孫一.對(duì)速度輪滑直道雙蹬技術(shù)的探討［J］.冰雪運(yùn)動(dòng)，2006(6):29-31.

［3］常莉彬.對(duì)速度輪滑雙蹬技術(shù)結(jié)構(gòu)的分析［J］.吉林體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，22(1):58-59.

［4］劉靜春，費(fèi)瑛.對(duì)速度輪滑雙蹬技術(shù)的認(rèn)識(shí)［J］.吉林體育學(xué)院學(xué)報(bào)2008，24(6):45-46.

［5］體育學(xué)院通用教材運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)編寫(xiě)組.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)［M］.北京:人民體育出版社，2007:53，97，285.