竇月啟

關(guān)鍵詞：足球;球速;運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)

足球運(yùn)動(dòng)屬于當(dāng)前世界上開(kāi)展時(shí)間相對(duì)廣泛，影響力也相對(duì)較大的體育項(xiàng)目，被稱為世界第一運(yùn)動(dòng)，受到很多國(guó)家和地區(qū)大眾的喜愛(ài)。足球主要特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的設(shè)備相對(duì)比較簡(jiǎn)單，且規(guī)則非常的明晰，運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)地非常大，比賽時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，因此可以進(jìn)行充分的運(yùn)動(dòng)，參加的人數(shù)較多，也就相應(yīng)的提升了整個(gè)運(yùn)動(dòng)的觀賞程度。足球運(yùn)動(dòng)需要速度和力量進(jìn)行完美的結(jié)合，可以激發(fā)出人類的對(duì)抗欲望和潛能，也是對(duì)戰(zhàn)術(shù)和體能的比拼。因此足球運(yùn)動(dòng)不僅僅能夠鍛煉身體還能提升身體素質(zhì)還能塑造自身的品格，本文主要針對(duì)足球運(yùn)動(dòng)的球速進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析。

一、足球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一些動(dòng)作的生物力學(xué)分析

基于動(dòng)量原理，足球運(yùn)動(dòng)員想要讓球踢出的范圍足夠遠(yuǎn)就應(yīng)該給予足球足夠的爆發(fā)力量，并且不能與足球接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，足球運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行踢球的時(shí)候，需要將大腿向后擺動(dòng)，使小腿盡可能的彎曲，這種動(dòng)作不僅能一定程度上減少力量的消耗，還能提升踢球時(shí)的距離，提升整個(gè)肌肉作用的時(shí)間。在踢球之前需要先將大腿向后擺動(dòng)到最大幅度，使肌肉拉長(zhǎng)和伸展，更好的提升肌肉內(nèi)部的興奮程度，增大腿部肌肉力量，讓大腿引導(dǎo)小腿進(jìn)行髖關(guān)節(jié)活動(dòng)。盡量提升髖關(guān)節(jié)的活動(dòng)角度，假設(shè)在踢球前對(duì)股四頭肌進(jìn)行拉長(zhǎng)了就需要提升整個(gè)肌肉的興奮程度，這也能促進(jìn)在踢球過(guò)程中提升股四頭肌的肌肉力量，增加膝蓋關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，對(duì)足球運(yùn)動(dòng)的速度進(jìn)行提升，假如在接觸足球的過(guò)程中接觸的時(shí)間相對(duì)較短，那么就會(huì)提升對(duì)足球踢出時(shí)產(chǎn)生的爆發(fā)力?；隗y關(guān)節(jié)為主要軸心做擺動(dòng)踢球的時(shí)候，大腿和小腿應(yīng)該進(jìn)行折疊擺動(dòng)，因?yàn)檎郫B擺動(dòng)能夠一定程度上提升擺動(dòng)的速率，在大腿和小腿進(jìn)行折疊擺動(dòng)的時(shí)候可以將質(zhì)量分布盡量靠近轉(zhuǎn)軸，降低了慣量也就提升了速度。也能在足球比賽期間占據(jù)相對(duì)主動(dòng)的地位，贏得了一定的時(shí)間[1]。

如圖1所示，當(dāng)前qwr的質(zhì)量分布相對(duì)于qty的質(zhì)量分布要更加靠近q點(diǎn)，因此，在相同大小作用力下，上方qrw到下方qrw的速度要較快于上方qty到下方qty的速度。qwr指的是以髖關(guān)節(jié)為軸心進(jìn)行擺動(dòng)踢球時(shí)候的運(yùn)動(dòng)形態(tài)，在大小腿折疊時(shí)候可以，明顯提升擺動(dòng)的速度。助跑在足球運(yùn)動(dòng)前比較基礎(chǔ)的熱身運(yùn)動(dòng)，助跑的主要作用是盡量使身體獲得相應(yīng)向前移動(dòng)的速度，更好的提升初期的運(yùn)動(dòng)量。助跑的關(guān)鍵在于最后一步，在進(jìn)行助跑的時(shí)候需要最后一步的助跑程度要明顯大于前幾步的助跑量，才能更好的對(duì)身體進(jìn)行穩(wěn)定的支撐，得到更好的跨步支撐[2]。

在踢球的過(guò)程中支撐面越大，物體就越能保持平衡，在進(jìn)行踢球的時(shí)候需要一只腳完成支撐，另一只腳進(jìn)行擺動(dòng)踢球，因此會(huì)降低支撐面積。也就降低了其穩(wěn)定程度，為了更好的提升踢球過(guò)程中的穩(wěn)定性，就需要使用滾動(dòng)支撐的方式進(jìn)行支撐。主要就是在支撐腳進(jìn)行支撐的過(guò)程中，先使腳跟著地，再逐漸過(guò)渡到腳掌，最后進(jìn)行整個(gè)腳掌的支撐。這樣結(jié)合性支撐可以更好的對(duì)其進(jìn)行緩沖還能更好的提升足球運(yùn)動(dòng)中的支撐效果，更好的提升足球運(yùn)動(dòng)員的穩(wěn)定性。足球運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行足球運(yùn)動(dòng)的時(shí)候可以將重心降低，這樣在踢球的過(guò)程中能及時(shí)的將重心降下來(lái)，可以在腳步支撐的時(shí)候進(jìn)行緩沖的動(dòng)作，基于髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)自身的重心，對(duì)支撐效果達(dá)到相應(yīng)平衡的目的。

二、運(yùn)動(dòng)員踢球腿擺動(dòng)的生物力學(xué)分析

運(yùn)動(dòng)員踢球腿擺動(dòng)的過(guò)程主要是踢球腿在進(jìn)行踢球運(yùn)動(dòng)時(shí)的擺動(dòng)動(dòng)作，在踢球的過(guò)程中擺動(dòng)腿的動(dòng)作能夠直接影響到踢球時(shí)的爆發(fā)力。在踢球的時(shí)候進(jìn)行變化也主要取決于腿的擺動(dòng)程度，腿部的擺動(dòng)程度也是踢球過(guò)程中的力量來(lái)源。腿部的擺動(dòng)幅度較大，擺動(dòng)速度較快，也能使得動(dòng)量的變化加大，踢球的力量也比較大，足球在運(yùn)行的時(shí)候速度較快，足球運(yùn)行的距離也非?？靃3]。在足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行長(zhǎng)傳的時(shí)候可能會(huì)使用到一些大力射門或是長(zhǎng)距離的傳球，這時(shí)主要采用的就是腿部迅速的擺動(dòng)方式。在對(duì)大腿進(jìn)行相應(yīng)擺動(dòng)的同時(shí)還要將小腿后曲，在支撐腿著地的同時(shí)基于髖關(guān)節(jié)為主要軸心，讓大腿帶動(dòng)小腿進(jìn)行快速擺動(dòng)，在膝蓋擺動(dòng)到足球上方的時(shí)候，就可以進(jìn)行爆發(fā)式的前擺。在進(jìn)行腿部前擺動(dòng)作的時(shí)候，在大腿充分進(jìn)行后擺的基礎(chǔ)上，腰部肌肉充分的收縮，大腿基于髖關(guān)節(jié)產(chǎn)生較大的角度，小腿也向大腿靠攏，盡可能的后曲，處于微曲的狀態(tài)。大腿以髖關(guān)節(jié)為軸心進(jìn)行擺動(dòng)，產(chǎn)生較大的角加速度，其次小腿以膝關(guān)節(jié)為主要軸心進(jìn)一步的后曲，并保持此狀態(tài)。在這一過(guò)程中，大腿的速度急速的增加，也產(chǎn)生了相對(duì)較大的線速度，小腿線速度增量也要明顯的大于整個(gè)大腿的線速度增量。

因此，在膝蓋擺動(dòng)到足球正上方的時(shí)候，大腿的角度會(huì)因?yàn)橹苿?dòng)產(chǎn)生下降的趨勢(shì)，小腿也會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生制動(dòng)而下降，但是小腿因?yàn)檫M(jìn)行了爆發(fā)式的擺動(dòng)動(dòng)作，導(dǎo)致整個(gè)角度的加速度不斷增加，將大腿的動(dòng)力轉(zhuǎn)移到小腿。將腿部的動(dòng)力進(jìn)行疊加，更好的使得整個(gè)末端的動(dòng)力能夠傳導(dǎo)到腿部肢體，提升踢球過(guò)程中的爆發(fā)力。根據(jù)以上的分析可以得出，整個(gè)大腿到小腿的擺動(dòng)主要是在足球的正上方時(shí)，大腿的角速度才急劇下降，而小腿因?yàn)檫M(jìn)行了爆發(fā)性的動(dòng)作，將大腿的動(dòng)力傳導(dǎo)給小腿，也使得整個(gè)角速度迅速的上升。將動(dòng)力更好的疊加，使得踢球更加有爆發(fā)力。大腿和小腿在運(yùn)動(dòng)時(shí)候的角速度和線速度的變化規(guī)律可以得出相應(yīng)的結(jié)論，那就是在踢球腿進(jìn)行擺動(dòng)屬于鞭打動(dòng)作，本文也對(duì)鞭打動(dòng)作的主要原理進(jìn)行了闡述，并對(duì)其在踢球時(shí)候產(chǎn)生的力量進(jìn)行了生物力學(xué)分析。踢球腿的鞭打動(dòng)作主要是因?yàn)橘|(zhì)量相對(duì)較大的大腿率先開(kāi)始加速擺動(dòng)，在獲得相應(yīng)的動(dòng)量時(shí)，膝關(guān)節(jié)擺動(dòng)到足球的上方，大腿的擺動(dòng)速度急劇下降，從而產(chǎn)生制動(dòng)，動(dòng)量向質(zhì)量較小的小腿傳輸動(dòng)力，進(jìn)行動(dòng)力的疊加。因?yàn)樾⊥鹊馁|(zhì)量小于大腿的質(zhì)量因此小腿會(huì)獲得較大的運(yùn)動(dòng)速度[4]。

踢球腿擺動(dòng)也完全符合角動(dòng)量的原

理：因?yàn)镮10=Icl+mldl2所以K1=（Icl+m1

d12）Wl又因?yàn)樾⊥鹊慕莿?dòng)量為K20=I2w2

因?yàn)镮2=Ic2+m2d22所以K2=flc2+m2d22）

w2。因?yàn)榇笸冗M(jìn)行了制動(dòng)，所以大腿的角動(dòng)量將動(dòng)力傳輸給了小腿，因此，大腿和小腿的角動(dòng)量在疊加之后可以使用公式進(jìn)行表示：K1+K2=（Icl+mld12）wl+（Ic2+

m2d22）w2。因此，大腿將動(dòng)力進(jìn)行傳遞到小腿上，使得小腿產(chǎn)生了相對(duì)速度較快的擺動(dòng)，又因?yàn)槿祟惖募∪饬α渴潜容^有限的，腰部肌肉力量對(duì)髖關(guān)節(jié)肌肉把控也是有限的。因此，只能在降低腿部擺動(dòng)慣性的基礎(chǔ)上來(lái)提升角加速度。所以，在踢球擺動(dòng)的過(guò)程中，應(yīng)該使小腿彎曲，更好的降低下肢的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，提升小腿和大腿進(jìn)行擺動(dòng)過(guò)程中的加速度，更好的提升大腿的轉(zhuǎn)動(dòng)效果[5]。

三、踝關(guān)節(jié)和踢球腿生物力學(xué)分析

對(duì)于踝關(guān)節(jié)的緊張程度對(duì)整個(gè)踢球腿的力量有著很重要的作用，在踝關(guān)節(jié)接觸足球的一瞬間踝關(guān)節(jié)會(huì)產(chǎn)生緊張感，隨之而來(lái)的就會(huì)提升擊球的核心力量，在接觸足球的瞬間會(huì)出現(xiàn)緩沖動(dòng)作，緩沖動(dòng)作也會(huì)在一定程度上提升腿部對(duì)足球的作用程度，降低對(duì)足球的力量。沖量等于動(dòng)量的變化量，主要原理是：當(dāng)Δmv為常數(shù)時(shí)，F(xiàn)t=Δmv，F(xiàn)=Δmv/t。由于Δmv是定值，t增加時(shí)必然導(dǎo)致腳的擊球力量F的減小。

踢球腿的前傾動(dòng)作沒(méi)有達(dá)到相應(yīng)高速度的球體速度起到了不可忽視的作用，假如在一定程度上接球腳接觸到球體的時(shí)候就需要及時(shí)的停止前傾擺動(dòng)，這種情況下也會(huì)對(duì)作用力的連續(xù)性產(chǎn)生相應(yīng)的影響。其主要原理fs等于1/2的mv2，在f為定值的時(shí)候，s對(duì)足球的作用力就逐漸延長(zhǎng)，那么整個(gè)球體獲得的動(dòng)力也就越大，足球也能以更高的速度進(jìn)行持續(xù)運(yùn)行，也會(huì)對(duì)整個(gè)足球比賽起到促進(jìn)作用。因此，在踢球過(guò)程中需要對(duì)髖部進(jìn)行擺動(dòng)，可以使得整個(gè)身體持續(xù)上前傾，提升整個(gè)踢球的整體力量，對(duì)出球方向進(jìn)行控制，還能一定程度上對(duì)踢球腿產(chǎn)生的動(dòng)力進(jìn)行緩沖，更好的維持身體平衡。身體前傾的動(dòng)作可以對(duì)整個(gè)動(dòng)量原理進(jìn)行相應(yīng)的擺動(dòng)，假如在觸球之后踢球制動(dòng)隨著身體前擺，假設(shè)身體沒(méi)有向前傾那么就會(huì)降低自身的身體平衡[6]。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前在整個(gè)足球教學(xué)和進(jìn)行足球訓(xùn)練的過(guò)程中，需要教練員對(duì)運(yùn)動(dòng)員的踢球腳部形態(tài)和擊球點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練和矯正，還要抓住現(xiàn)有的時(shí)間對(duì)運(yùn)動(dòng)員腿部的正確擺動(dòng)進(jìn)行實(shí)際訓(xùn)練。在進(jìn)行踢球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，需要經(jīng)常做踢球腿擺動(dòng)的練習(xí)，尤其要注意運(yùn)動(dòng)員小腿在進(jìn)行擺動(dòng)的過(guò)程中前半部分需要處于微曲的狀態(tài)，小力量的進(jìn)行定位踢球。對(duì)一些擺腿的動(dòng)作進(jìn)行體會(huì)和理解，對(duì)其他性質(zhì)的來(lái)求進(jìn)行相應(yīng)的掌握，更好的根據(jù)施展經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行長(zhǎng)傳球和射門的練習(xí)，對(duì)自身的成型動(dòng)力進(jìn)行定型。

參考文獻(xiàn)：

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