【摘 要】運動生物力學是一門把力學規(guī)律運用到體育運動中，以研究人體的機械運動規(guī)律和特點解決有關技術問題的應用學科。所謂技術規(guī)格，就是符合使用的目的，合乎人體結構和運動生物力學規(guī)律，及其動作順序、方向，用力的時間和節(jié)奏都有合理的技術要求。它在運動技術訓練和運動器械設計、改造等方面的作用已經被人們所接受。但在科學選材方面的作用尚未被充分認識到。本文運用文獻資料法，邏輯分析法等方法，對運動員選材進行生物力學分析，旨在為今后的運動員選材提供一些參考價值。

【關鍵詞】運動員選材；生物力學；身體素質

1、運動生物力學的相關知識

運動生物力學是指從力學、生物學及人體結構力學的角度對體育運動技術的基本規(guī)律進行研究。不同運動項目有不同的技術動作，其動作結構也不同，這就決定了對運動員的形態(tài)結構、身體素質的要求也不同。運動生物力學對運動技術的研究內容主要有身體姿勢的關節(jié)角度、身體各環(huán)節(jié)作用的力及配合情況以及優(yōu)秀運動員的技術優(yōu)化模型等。

1.1人體結構材料力學。運動生物力學把人體骨骼看作支撐器官，研究它的力學性能及安全強度；把兩骨通過關節(jié)的連接看作是運動偶，把依次連接起來的運動偶看作是運動鏈；把骨骼、關節(jié)和肌肉構成的整體視為骨杠桿系統(tǒng)；分析在肌肉的拉力下骨骼圍繞關節(jié)所進行的轉動；探討肌肉在運動鏈中的各種作用。同時也涉及呼吸、血液循環(huán)等器官的力學特性。

1.2人體靜力學。人體靜力學主要是研究人體從事體育活動時的平衡問題。運動生物力學把人體看作是組合物體，分別由頭、軀干、上臂、前臂、手、大腿、小腿和足這些環(huán)節(jié)組成。用一定的方法確定人體各環(huán)節(jié)重心，并求得人體重心。

1.3人體運動學。人體除平衡運動外，還有位移運動、旋轉運動和復雜的空間運動。這是以人的整體運動的主要特征進行的分類，是相對的。在這相對的分類中，多見的是復雜的空間運動。人體運動學是從空間和時間的觀點描述人體的運動，探討人體位置的變化和時間的關系，求得平動和轉動中的位移、時間、速度和加速度，也研究跳躍和投擲的合理角度等問題，它抓住運動的外形，分析運動的現象和過程。

1.4人體動力學。以力學定律為基礎，探討力和人體運動的關系。當把人體當做一個力學對象研究其受力情況時，將影響人體運動的力分為外力和內力兩類。外力是人體以外別的物體的作用，是使人體產生加速度或發(fā)生變形的原因，它包括人體重力、支撐反作用力、摩擦力和流體阻力等。內力是人體各部分之間的相互作用，只使人體發(fā)生變形、產生局部加速度，它包括組織器官的被動阻力和肌肉拉力等，其中肌肉拉力是制約人體運動的主導力。一般，人體運動是人體與外界環(huán)境之間的相互作用引起的。

1.5各項運動技術的生物力學分析。這是緊密結合體育實踐為運動訓練服務的一部分內容，常對各項優(yōu)秀運動員的運動技術進行定量的研究，探討各項運動技術的原理和最佳運動技術。

2、運動生物力學在選材中的運用

運動生物力學的研究內容決定了它在科學選材中的重要作用。因此，要達到科學的目的，首先要了解不同運動項目的技術特點，提出各運動項目的技術參數，進而確定各專項運動員應具備的身體形態(tài)、機能，素質條件以及各專項優(yōu)秀運動員的理想訓練目標和優(yōu)化模型，以此作為科學選材的依據之一。

2.1生物力學選材的優(yōu)化模型。運動員在進行選材的時候，必須對不同項目的運動規(guī)律有本質的認識，而且這種認識不能局限于純力學的水平，還要結合人體的生物學的特點。只有這樣才能根據個專項的技術特點和參數，確定其專項運動員應該具備的條件，進而提出選材的依據。然而，我們知道對于同一專項相同水平的不同運動員的技術指標是存在著差異的。因此，我們在進行科學選材時不能以某一個優(yōu)秀運動員的技術作為所有其他運動員的技術參照標準，而應該對某專項的優(yōu)秀群體進行技術測試與科學分析，找出關鍵的技術指標及其合理范圍，建立代表該項群體特征的技術模型及其技術模型的演變過程，以此為選材依據，對一般運動員進行技術測試與評價，預測其成績的發(fā)展?jié)摿?，進行科學選材。同時，在科學選材的過程中，要對模型進行不斷的修正和完善，使其能真正地指導科學選材，提高運動員的成材率，減少淘汰率。

2.2生物力學選材的科學測試。生物力學在科學選材中占有重要的地位。對于科學選材，運動生物力學可以起到指導作用，但是這些指導作用要依賴于科學的測試手段與方法。因此，選材的科學測試也是非常重要的。要保證選材的科學測試的準確性，就一定要做到測試人員要有科學態(tài)度和豐富的專業(yè)知識、儀器設備的先進性以及對測試結果的科學的分析。

2.3專項運動員選材的生物力學分析。不同運動項目具有不同的技術動作，其動作結構也不相同，這就決定了各個運動項目對運動員的形態(tài)結構、身體素質等的要求也不同。因此，在科學選材過程中，要結合各個專項的技術性要求來進行。下面結合田徑運動項目的鉛球專項的選材，具體說明運動員的運動生物力學選材的重要性。

在運動生物力學中擲鉛球遠度有一定的計算公式，擲鉛球的出手點的垂線到抵趾板的距離與出手點的位置有關，而出手點的位置有關，而出手點位置又與身高、臂展長度及身體姿勢有關。在位置不變的情況下，身高、臂長者具有身體形態(tài)方面的優(yōu)勢。對于擲鉛球的運動員，影響出手點與落地點的水平距離的主要因素有出手初速度、出手角度和出手高度。這三個因素受運動員的身高、姿勢、力量水平等一系列條件的影響，而且，各個因素對它的影響程度不同。其中出手高度對遠度的影響就不大。而出手角度對遠度的影響相對來說比較大。實驗證明，適宜的出手角度在37-42°范圍內，而其中還有個人技術風格的差異。理論和實踐均已證明，當投擲角度接近45°時對其飛行遠度的影響僅為1%，很顯然，出手速度對遠度的影響是幾個因素中最為重要的一個。因此，擲鉛球要求幾個動作之間銜接連貫、協(xié)調；使之發(fā)揮最大肌力，延長工作距離，從而提高出手初速度，達到提高運動成績的目的。根據鉛球技術的運動生物力學分析，可以確定運動員的形態(tài)結構特點、身體素質要求及動作技術要領，主要的工作肌群及肌肉工作性質、特點。由此可以確定鉛球運動員的有關選材標準。在鉛球運動員的選材過程中，身體形態(tài)方面要注意選擇骨架較大、體格壯實、肌肉發(fā)達、漸寬胸廓的少年兒童；在其他各個專項運動員的選材過程中，都應該根據其專項技術的特點及對運動員的形態(tài)結構、身體素質要求，主要工作肌群的工作性質和特點等來進行選材，選拔符合各專項特點的運動員，從事專項訓練，從而提高成材率。

3、結論

運動生物力學是一門應用科學。研究人體運動時，經常需要的參數有人體重心及其坐標、關節(jié)運動的角度、人體運動的速度和加速度、踏蹬力量和時間、肌肉工作的強度等，因此必須用測試的方法收集材料，進行研究。這種方法主要是：①攝影記錄動作。分為普通攝影、運動光點攝影、連續(xù)閃光攝影和電影攝影。普通攝影是用普通照相機攝單個動作，適合研究靜力性運動，用途較窄。②測定速度和加速度。有光電計時和加速度測定儀測定兩種方法。光電計時，是把光電計時器安裝在跑道的等距點上，運動員通過光電計時器的遮光信息，由示波器顯示或記錄儀描記，可看出經過每兩個光電計時器之間的時間，求得平均速度。加速度測定儀由傳感器組成，把它帶在身上跑動，身體的加速度由示波器顯示或記錄儀描記下來。③其他測試。a.測定關節(jié)角度的變化，可用關節(jié)角度儀。b.測定動態(tài)力。如測定運動員走、跑和跳躍時產生的各種力量，可用測力儀。C.描記肌電圖。測定人在運動時各部分肌肉的狀況和變化記錄動作，獲得原始測定數據是運動生物力學研究的關鍵一環(huán)，在此基礎上還需進行分析、綜合，上升為理論。運動生物力學可以研究各項運動技術的生物力學特征，從而為運動員的選材提出有關參數，以便從運動生物力學方面了解各專項運動員應具備的形態(tài)、機能和素質條件，供選拔運動員時參考。