散打動(dòng)作技術(shù)的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析散打是一項(xiàng)用身體特定部位作為進(jìn)攻或防守武器的搏擊性運(yùn)動(dòng)。縱觀其動(dòng)作技術(shù)特點(diǎn)，散打中任一技術(shù)動(dòng)作都是在肩、軀干、腰、髖、膝、裸各關(guān)節(jié)的充分配合下完成的，要求將各關(guān)節(jié)的分力聚集一點(diǎn)作用于目標(biāo)。散打動(dòng)作技術(shù)主要有拳法、腿法、摔法。拳法主要包括直拳、擺拳、勾拳、劈拳、扣拳、鞭拳、彈拳七種，是以直、擺、勾、為主體；腿法主要有前蹬腿、側(cè)踹退、橫鞭腿、后擺腿、下劈腿、掃腿六種，是以前蹬腿、鞭腿、側(cè)踹腿為主體；散打中的摔法主要有夾摔、抱纏摔、接腿摔、等三種1I。拳法的特點(diǎn)在于進(jìn)攻路線短、沖力大、速度快、發(fā)力狠、動(dòng)作突然、防不慎防、躲避困難、而且易于應(yīng)用身體的力量。腿法的特點(diǎn)進(jìn)攻路線長、打擊力大、是遠(yuǎn)距離進(jìn)攻最有效的武器。摔法的特點(diǎn)是速度快、發(fā)力突然，是貼身搏擊的銳利武器。1 對散打動(dòng)作技術(shù)肌群工作特征分析肌肉是人體運(yùn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是產(chǎn)生力的器官。散打動(dòng)作技術(shù)的肌群力學(xué)特征主要通過參與工作的肌肉作用類型、肌肉功率、肌肉功、肌肉的發(fā)力順序四方面表現(xiàn)出來。11 參與工作的肌群及其特點(diǎn)散打中的每一動(dòng)作技術(shù)都是全身性的運(yùn)動(dòng)，都要求身體各部位的肌群協(xié)調(diào)、充分的配合使機(jī)體能量經(jīng)濟(jì)化和動(dòng)作效果最優(yōu)化。從體育解刨學(xué)的角度上講，其動(dòng)作設(shè)計(jì)與人體的上肢、軀干、和下肢等關(guān)節(jié)的肌肉的工作特征緊密相連。下面以散打中最常用的右手摜拳為例、對參與摜拳動(dòng)作關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)及肌肉工作的特點(diǎn)進(jìn)行分析：右手摜拳的動(dòng)作要求右腿輕微下潛繼而快速蹬地并向內(nèi)扣，髖關(guān)節(jié)伸展內(nèi)旋，軀干向左回旋，同時(shí)肩胛骨前伸，肩關(guān)節(jié)前屈，肘關(guān)節(jié)伸的同時(shí)伴隨前臂內(nèi)旋，右拳向外、向前、向里橫摜，力達(dá)拳面。做摜拳動(dòng)作時(shí)，右腿輕微下潛右后快速蹬地并向內(nèi)扣動(dòng)作是由髁關(guān)和膝關(guān)節(jié)完成，參與的肌群為小腿三頭肌、脛骨后肌、股四頭肌等，是肌肉在近固定時(shí)做超等長收縮完成的。髖關(guān)節(jié)伸展內(nèi)旋動(dòng)作主要是臀大肌、大收肌、股二頭肌、半肌腱和半膜肌、臀中肌和臀小肌前部及闊筋膜張肌等肌群在近固定時(shí)做向心工作完成的。軀干左回旋動(dòng)作是由左側(cè)腹內(nèi)斜肌和右側(cè)腹外斜肌在下固定時(shí)做向心工作完成。在手臂擺動(dòng)過程中，上肢帶的肩胛骨做前伸運(yùn)動(dòng)，主要是由前鋸肌和胸小肌在近固定時(shí)做離心工作完成的；肩關(guān)節(jié)前屈主要是由胸大肌、三角肌前部肌纖維做等長工作完成；肘關(guān)節(jié)伸的同時(shí)伴隨前臂內(nèi)旋動(dòng)作，肘關(guān)節(jié)伸主要是由肱三頭肌和肘肌在近固定時(shí)做向心工作完成的；前臂內(nèi)旋是旋前原肌、旋前方肌在近固定時(shí)做向心工作完成。由以上分析得知，各關(guān)節(jié)肌肉的收縮形式有離心收縮、超等長收縮、等長收縮等收縮形式。在各種收縮形式中，產(chǎn)生肌力的大小順序?yàn)椋撼乳L收縮離心收縮等長收縮向心收縮日。顯而易見。超等長收縮產(chǎn)生的肌力最大。之所以這種收縮能產(chǎn)生更大的力量是由于肌肉彈性體產(chǎn)生的張力變化和肌牽張反射。從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的角度說，人體肌肉包括肌腱是一種黏彈性物質(zhì)，其在收到迅速牽拉伸長時(shí)，能夠產(chǎn)生強(qiáng)大的彈性回縮力，黏性物質(zhì)如果緩慢被拉伸，或者拉伸后在停頓一段時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)松弛現(xiàn)象，其彈性回縮力就會(huì)大大降低。所以在散打動(dòng)作中，盡可能的使肌肉做超等長收縮，使其產(chǎn)生更大的肌力。如在直拳、摜拳、勾拳時(shí)，在啟動(dòng)階段使蹬地腿有意識(shí)的小幅度下潛或身體小幅度的轉(zhuǎn)動(dòng)使肌肉先做離心收縮，繼而快速蹬地、轉(zhuǎn)髖、送肩使肌肉做向心收縮，從而增大肌力。在做鞭腿動(dòng)作時(shí)同樣使進(jìn)攻腿下潛，繼而快速蹬地，肌肉做超等長收縮，使進(jìn)攻腿產(chǎn)生了更大的肌力，通過發(fā)作用力于地面，從而增加了進(jìn)攻腿的啟動(dòng)速度。但應(yīng)注意腿的下潛動(dòng)作及蹬地發(fā)力到動(dòng)作完成整個(gè)過程是快速、連貫一致的，否則會(huì)出現(xiàn)肌肉的松弛現(xiàn)象。12 肌肉工作的功率分析散打中進(jìn)攻腿或拳對目標(biāo)擊打效果的優(yōu)劣往往取決于完成動(dòng)作過程中肌肉功率的大小。肌肉的功率(P)等于肌肉收縮力(T)與肌肉收縮速度( )的乘積，即P：w ： ：T旦：Tt t t 肌肉的功率值由該r_v曲線圖可以得到，肌力隨著肌肉收縮速度的減小而逐漸增大，當(dāng)肌肉收縮的速度減慢至零時(shí)，肌力最大。在圖1上每一點(diǎn)的功率等于以該點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn)為兩對角頂點(diǎn)的矩形面積，由圖知肌肉的功率存在一個(gè)最大值，當(dāng)肌肉收縮速度達(dá)到v。時(shí)肌肉的收縮速度與肌力的乘積最大，即爆發(fā)力P=TV最大，所以散打拳法和腿法技術(shù)中要想發(fā)揮出最大爆發(fā)力必須擁有適宜的力量和速度。事實(shí)上，有學(xué)者已研究表明，肌肉功率的內(nèi)部結(jié)構(gòu)還有另外一個(gè)很重要的因素肌力的梯度 。在肌肉功率計(jì)算公式中，肌肉力量T是一個(gè)變量，如果力T是受力點(diǎn)位置的函數(shù)T(r)。但是，如果力T是時(shí)間的函數(shù)T(t)時(shí)，那么上面的功率計(jì)算公式就變?yōu)镻= = =T (1) dS+ v+ _s_mdt dt dt dt dtd St 由上式可以看出， 即力T隨時(shí)間t的變化率，稱為肌肉梯度，對肌肉的功率也有重要的貢獻(xiàn)。所以在散打動(dòng)作中要求運(yùn)動(dòng)員在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮出最大力，使得 的值增大，從而增大爆發(fā)力。有資料顯示人體爆發(fā)力達(dá)到最大所用的時(shí)間約為300400ms，而散打運(yùn)動(dòng)員完成某一擊打動(dòng)作時(shí)間也在1 80600ms之間，已有學(xué)者對超級散打王柳海龍和散打王寶力高的后鞭腿動(dòng)作進(jìn)行研究，結(jié)果得出柳海龍完成這一動(dòng)作需要330ms，寶力高完成該動(dòng)作需要310msis；也有學(xué)者對散打健將運(yùn)動(dòng)員和一級運(yùn)動(dòng)員優(yōu)劣勢側(cè)踹腿達(dá)到最大力量所用的時(shí)間進(jìn)行對比研究，得出健將級運(yùn)動(dòng)員優(yōu)勢側(cè)踹腿達(dá)到最大力量所需時(shí)間平均為184162ms，弱勢側(cè)踹腿為1653 4-124ms，一級運(yùn)動(dòng)員優(yōu)勢側(cè)踹腿到達(dá)最大力量所需時(shí)間平均為1950 4-12Oms，弱勢為189-3102ms ，由以上研究表明散打擊打動(dòng)作技術(shù)在理論上基本能達(dá)到發(fā)揮最大功率所需要的峰值。這就要求我們在平時(shí)的散打訓(xùn)練中，盡量以發(fā)展運(yùn)動(dòng)員的肌肉功率為主，在短時(shí)間內(nèi)使運(yùn)動(dòng)員的擊打力量和動(dòng)作速度最大化。另外，有研究表明爆發(fā)力的大小與主動(dòng)肌的收縮快慢和對抗肌的放松程度有很大關(guān)系171。主動(dòng)肌的主動(dòng)收縮能加快動(dòng)作的速度，相反，對抗肌的收縮則起著阻礙動(dòng)作速度的作用。肌肉放松可以減小肌肉之間的對抗，提高動(dòng)作的速度。當(dāng)主動(dòng)肌群收縮的同時(shí)，適時(shí)地放松對抗肌群，能減少對抗肌的阻力，增大主動(dòng)肌群的收縮速度和力量，使動(dòng)作變得更快、打擊更有力，從而有效的增加了肌肉的功率。綜上所述，我們在平時(shí)的散打擊打訓(xùn)練中，不僅要在短時(shí)間內(nèi)完成動(dòng)作外，還應(yīng)在擊打過程中使肢體和相應(yīng)關(guān)節(jié)的肌肉放松，直到擊打肢體剛接觸目標(biāo)的瞬間增加關(guān)節(jié)的肌肉力量，使肌1m 、肉梯度 增大，從而發(fā)揮出最大功率，使打擊效果最優(yōu)化。13 肌肉工作的肌肉功分析肌力的系統(tǒng)是在肌肉力影響下由關(guān)節(jié)連接的骨組成的，一個(gè)擊打動(dòng)作的所表現(xiàn)出的速度意味著加速度、力、肌肉收縮。我們知道較大的力能產(chǎn)生較大的加速度，而較大的肌肉收縮產(chǎn)生較大的力，但是，較大的肌肉力是位于近身體中心的，而在散打運(yùn)動(dòng)中我們希望建立在攻擊的手和腳上的速度，所以問題是如何諧調(diào)肌肉來順序的運(yùn)動(dòng)發(fā)力。所以，在擊打動(dòng)作中只慮肌肉力是無法達(dá)到目的，因?yàn)閺脑S多串聯(lián)的肌肉中獲得的瞬時(shí)力總和其意義不大。只有考慮擊打過程中的整個(gè)肌肉功才是更有用的，因?yàn)樗鼈冎苯优c系統(tǒng)的動(dòng)能變化緊密相連。基本原理是肌肉功等于肌肉力乘以肌肉縮短的距離，這種功改變了系統(tǒng)的動(dòng)能。這種情況下，改變的是身體環(huán)節(jié)的速度或角速度，因此我們的Et的要協(xié)調(diào)肌肉收縮，使功最大化，從而使最遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)的末端效應(yīng)器的最大速度。由希爾方程知，肌肉的收縮力隨著肌肉收縮速度的增加而減小，收縮速度為0時(shí)，肌力最大。這意味著在相鄰環(huán)節(jié)之間的相對運(yùn)動(dòng)應(yīng)該在角速度為0時(shí)開始，既在此時(shí)開始激活肌肉，肌肉一開始激活就有力使一個(gè)環(huán)節(jié)相對于它的臨近環(huán)節(jié)加速，在肌肉激活到最大之前跟著發(fā)生運(yùn)動(dòng)，節(jié)節(jié)加速傳遞，從而使末端擊打動(dòng)能最大化。所以散打運(yùn)動(dòng)在完成擊打動(dòng)作時(shí)要求上下肢、腰、髖、軀干協(xié)調(diào)配合，通過蹬地、轉(zhuǎn)髖，合腰將進(jìn)攻腿或拳作用于擊打部位，原因是通過髖關(guān)節(jié)和軀干的轉(zhuǎn)動(dòng)所做的功可以使拳或腳的速度最大化 ，許多短的肌肉產(chǎn)生相鄰椎骨之間的轉(zhuǎn)動(dòng)，這些肌肉只能縮短很小的量。但是他們的巨大數(shù)量可以做大量的功，許多淺層的軀干肌跨過一個(gè)以上的椎間關(guān)節(jié)，因?yàn)樗麄冸x開椎骨轉(zhuǎn)動(dòng)軸有一段距離，加上它們同樣可以縮短相當(dāng)大的量，所以它們可以產(chǎn)生相當(dāng)大的力矩，髖關(guān)節(jié)相對于腳的轉(zhuǎn)動(dòng)可以發(fā)展力矩和角位移。所有這些動(dòng)作都可以產(chǎn)生肌肉功并可傳遞到肩帶，作為動(dòng)能表現(xiàn)出來。肌肉功原理就要求我們在進(jìn)行擊打動(dòng)作訓(xùn)練及實(shí)戰(zhàn)中充分利用蹬地、轉(zhuǎn)髖、合腰的力，使肌肉充分做有用功，使得末端擊打部位的動(dòng)能最大化。在散打教學(xué)訓(xùn)練中注重腿部、髖部、腰部的力量練習(xí)。14肌肉工作的順序原則人體四肢由近端至遠(yuǎn)端，各關(guān)節(jié)所配備的肌肉由強(qiáng)變?nèi)酰\(yùn)動(dòng)中當(dāng)需要克服大阻力或需要表現(xiàn)出較高的動(dòng)作速度時(shí)，肢體各關(guān)節(jié)的肌肉雖然都同時(shí)用力，但各關(guān)節(jié)產(chǎn)生的力不同，大關(guān)節(jié)產(chǎn)生的力最大，中關(guān)節(jié)次之，小關(guān)節(jié)最小。對于肌肉工作順序原理問題，我國學(xué)者早有研究，有學(xué)者對跆拳道橫踢動(dòng)作研究時(shí)得出后橫踢肌肉的發(fā)力順序首先是髂腰肌、股直肌、縫匠肌、闊筋膜張肌完成主動(dòng)收縮，在完成屈髖動(dòng)作的同時(shí)，臀中肌，臀小肌完成右大腿的旋內(nèi)動(dòng)作，其次，股四頭肌收縮完成伸膝動(dòng)作的同時(shí)在小腿三頭肌的作用下完成裸關(guān)節(jié)的伸屈動(dòng)作 ；有研究表明鞭腿打擊動(dòng)作的活動(dòng)順序?yàn)轶y關(guān)節(jié)一膝關(guān)節(jié)一髖關(guān)節(jié)一膝關(guān)節(jié)一踝關(guān)節(jié)。充分說明了關(guān)節(jié)活動(dòng)順序由大關(guān)節(jié)到小關(guān)節(jié)的原理。因此，在散打動(dòng)作中，要增加出拳或踢腿的速度和力量就必須的利用肌肉大小關(guān)節(jié)發(fā)力的順序，主動(dòng)加強(qiáng)大關(guān)節(jié)用力，再帶動(dòng)中關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，最后帶動(dòng)小關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。2 散打動(dòng)作技術(shù)特征的力學(xué)分析散打進(jìn)攻時(shí)打擊力量的大小、方向以及擊打點(diǎn)是評價(jià)動(dòng)作效果好壞的較為重要的生物力學(xué)依據(jù)之一。下面我們從力學(xué)原理方面進(jìn)行分析。在散打動(dòng)作中拳法和腿法屬于進(jìn)攻動(dòng)作，主要以擊打有效部位為主，可稱為擊打眭動(dòng)作。對于擊打性動(dòng)作技術(shù)，應(yīng)用動(dòng)量定理：F。= d(mv)=誓咖， 在時(shí)間t_tO時(shí)間段內(nèi)，擊打肢體接觸目標(biāo)的初始動(dòng)量分別為P和P。，于是可得擊打肢體接觸目標(biāo)時(shí)在時(shí)間tto內(nèi)所受的總沖量的大小為II=f( Fi)dr=I dp=pPo上式表明：在擊打過程中，擊打肢體接觸擊打目標(biāo)的時(shí)間內(nèi)，其動(dòng)量的改變量等于這段時(shí)間內(nèi)作用于擊打目標(biāo)合力的沖量，所以要增大擊打肢體對目標(biāo)的擊打合力的沖量，就得增加擊打肢體接觸目標(biāo)時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)量改變量。上式為用沖量表述的擊打肢體動(dòng)量定理的積分形式，在擊打肢體擊打目標(biāo)的過程中，沖量是隨時(shí)間變化的，因而合力的沖量等于各分力的沖量之和，而每一個(gè)分力的沖量都可以表示為平均力與時(shí)間的乘積，因此上式可表示為： (tt0)：pP。=iVmy (v為擊打肢體離開擊打目標(biāo)的速度，v。為擊打肢體接觸擊打目標(biāo)的速度，其中p=mv)，于是得知 =m( v-vo一)，一Io規(guī)定擊打肢體離開擊打目標(biāo)的速度方向?yàn)檎较颍谑强芍獀為正值，VO為擊打肢體剛接觸擊打目標(biāo)時(shí)的速度，由于與離開目標(biāo)時(shí)的速度方向相反，因此v0為負(fù)值，既上式可表示為：二 m(v+vo)。tt0 tt0上式表明：要增加擊打肢體對擊打目標(biāo)的平均力度，就得增加肢體的質(zhì)量和打擊速度，肢體的質(zhì)量隨著運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化而發(fā)生相應(yīng)變化，不易于控制，并且產(chǎn)生的效果并不大，因此最有效的方法是增大v。和v，減小卜to，既盡量的增加擊打肢體剛接觸和離開擊打目標(biāo)的速度，縮短擊打肢體和擊打目標(biāo)之間接觸的時(shí)間。對于v和t，我們可以使在擊打肢體接觸擊打目標(biāo)時(shí)決出快收，以縮短擊打肢體和擊打目標(biāo)接觸的時(shí)間t，增加擊打肢體離開擊打目標(biāo)的速度v，但如何增大擊打肢體剛接觸擊打目標(biāo)的速度Vo，這是值得我們探討的問題。在散打擊打動(dòng)作中，大多數(shù)動(dòng)作實(shí)質(zhì)上是繞相應(yīng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，如以鞭腿為例，由角速度與線速度的關(guān)系v=r2知，只要提高腿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度m ，就可以增大腳接觸目標(biāo)的速度v。由轉(zhuǎn)動(dòng)定律M=Id得知，轉(zhuǎn)動(dòng)體繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(I)與角加速度( )之積等于轉(zhuǎn)動(dòng)體所受的合外力矩(M )。因此要提高鞭腿進(jìn)攻的角加速度，增加角速度，就必須增大肌力矩M，縮小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I。所以在腳剛接觸擊打目標(biāo)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)各肌肉關(guān)節(jié)的用力，增大肌力矩，并在不同的動(dòng)作階段合理的應(yīng)用進(jìn)攻腿的屈與伸，改變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小，才能提高角速度，才能真正實(shí)現(xiàn)提高進(jìn)攻效果的目的。另外，由動(dòng)量矩定理Mt=I 2-1，得知當(dāng)動(dòng)量矩的大小一定時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)體所受的沖量矩Mt在數(shù)值上等于轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(I)與轉(zhuǎn)動(dòng)速度( )之積的改變量。從動(dòng)量矩定理可以看出，在肌力矩一定時(shí)，肢體在某一時(shí)刻以不同的姿勢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其擊打效果顯然是不同的。也就是說，進(jìn)攻腿從蹬地動(dòng)作開始到擊打動(dòng)作結(jié)束，大腿相對髖關(guān)節(jié)從加速彎曲過渡到快速制動(dòng)過程中，小腿如何折疊，有如何伸展，對進(jìn)攻腿的動(dòng)量矩變化