余海玲　葉藝強(qiáng)　盧妍

摘? 要：為進(jìn)行運(yùn)動(dòng)員體型對(duì)跳臺(tái)跳水運(yùn)動(dòng)難度系數(shù)的影響研究，根據(jù)跳水運(yùn)動(dòng)員的空中姿勢(shì)特點(diǎn)，構(gòu)造合理的人體結(jié)構(gòu)模型，并利用物理學(xué)方法，對(duì)跳水運(yùn)動(dòng)員完成各個(gè)跳水動(dòng)作的時(shí)間與運(yùn)動(dòng)員體型建立二者之間的模型關(guān)系，而跳水動(dòng)作時(shí)間直接影響運(yùn)動(dòng)難度系數(shù)。研究結(jié)果表明：不同體型的運(yùn)動(dòng)員完成同一種跳水動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)難度系數(shù)存在差異，本文中的偏瘦體型運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行10m跳臺(tái)動(dòng)作5154Pike時(shí)的運(yùn)動(dòng)難度系數(shù)相較標(biāo)準(zhǔn)體型運(yùn)動(dòng)員小。通過考慮運(yùn)動(dòng)員體型對(duì)跳臺(tái)跳水運(yùn)動(dòng)難度系數(shù)的影響，將為合理設(shè)定跳臺(tái)跳水運(yùn)動(dòng)難度系數(shù)提供新思路。

關(guān)鍵詞：空中姿勢(shì)? 難度系數(shù)? 人體結(jié)構(gòu)模型

中圖分類號(hào)：G861.21? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2813（2019）08（c）-0019-05

Abstract：In order to make an research about the effect of athlete's somatotype on difficulty coefficient of platform diving， according to the features of aerial posture from diving athlete， to create a reasonable body structure model and utilize the physical methods， establish the model relationship between the somatotypes of diving athletes and the completing time of diving posture.Meanwhile， time of diving posture influences the difficulty coefficient directly. As the result of research showed：different somatotypes of athletes exsit a discrepancy when they finish the same diving posture. The slim body athletes in the article showed less difficulty in motion than standard body athletes when they carried the ten-meter platform action 5154Pike. By considering the effect of athletes somatotypes on the difficulty coefficient of diving，that would provide a new idea of setting a reasonable difficulty coefficient of platform diving.

Key Words：Aerial posture;difficulty coefficient; Human body structure model

通常，在評(píng)判跳水、體操、蹦床、花樣滑冰等技巧性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目時(shí)，主要考慮到兩個(gè)因素，即旋轉(zhuǎn)和美學(xué)。運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行空中旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的兩種基本運(yùn)動(dòng)形式分別是翻騰（somersault，繞重心橫軸旋轉(zhuǎn)）和轉(zhuǎn)體（twist，繞重心縱軸旋轉(zhuǎn)）。技術(shù)性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的動(dòng)作難度系數(shù)反映了其動(dòng)作的困難程度。動(dòng)作的困難程度體現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)員在空中完成的翻騰和轉(zhuǎn)體的角度（或周數(shù)）。一方面，空中技術(shù)動(dòng)作關(guān)鍵在于正確地完成動(dòng)作以及完成的翻騰和轉(zhuǎn)體的角度（或周數(shù)），這也是運(yùn)動(dòng)員取得高分的評(píng)判的依據(jù)。另一方面，空中動(dòng)作完成后，完美地落地（水、網(wǎng)）也是技術(shù)性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的要求，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員面臨巨大的沖擊負(fù)荷，不夠理想落地（水、網(wǎng)）最容易造成運(yùn)動(dòng)損傷[2-3]。因此，運(yùn)動(dòng)員要想取得良好的成績，既要最大限度地完成空中高難度動(dòng)作，又要使身體在落地（水、網(wǎng)）時(shí)保持良好姿態(tài)。

運(yùn)動(dòng)員完成空中旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的影響因素主要有如下3個(gè)方面：運(yùn)動(dòng)員的初始姿態(tài)、起跳時(shí)的勢(shì)能、角速度等;空中姿勢(shì)的調(diào)整;運(yùn)動(dòng)員自身的力學(xué)和生理機(jī)能特征[4]。這三個(gè)方面因素之間共同作用，形成十分復(fù)雜的交互關(guān)系[4]。在比賽中，運(yùn)動(dòng)員會(huì)在空中進(jìn)行空中姿勢(shì)變換，例如屈體、直體、抱膝等姿勢(shì)，隨著空中姿勢(shì)的改變，整體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量發(fā)生變化，翻騰和轉(zhuǎn)體的速度、角度也伴隨著變化，以達(dá)到控制屈體空中運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的目的[4-5]。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是剛體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性的量度。對(duì)在力學(xué)的任何質(zhì)量系統(tǒng)，無論其如何運(yùn)動(dòng)，在三維空間的三個(gè)正交方向上都存在3個(gè)主轉(zhuǎn)動(dòng)慣量[6]。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小取決于物體的形狀、質(zhì)量分布及轉(zhuǎn)軸的位置。目前尚無關(guān)于運(yùn)動(dòng)員體型對(duì)技巧性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目成績的影響的研究。本論文針對(duì)跳水運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目不同類型的空中姿勢(shì)，建立人體多剛體系統(tǒng)生物力學(xué)模型，利用多體系統(tǒng)質(zhì)量幾何計(jì)算方法分析人體空中翻騰和轉(zhuǎn)體動(dòng)作，研究運(yùn)動(dòng)員體型對(duì)跳臺(tái)跳水運(yùn)動(dòng)難度系數(shù)的影響。

1? 理論分析

1.1 人體空中姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)情況的確定

通常情況下，要描述一個(gè)處于三維空間中剛體的方位及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，需要依靠3個(gè)空間位置量和3個(gè)方位角進(jìn)行描述。對(duì)于復(fù)雜的形體就不能使用一個(gè)簡(jiǎn)單的類似剛體進(jìn)行描述，它往往需要分成多個(gè)模塊進(jìn)行分析與計(jì)算。人體就需要被看作為由多個(gè)簡(jiǎn)單的剛體拼接而成，在描述人體運(yùn)動(dòng)時(shí)就不能僅靠3個(gè)位置量和3個(gè)姿態(tài)角，需要提供多個(gè)關(guān)節(jié)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。因此描述人體運(yùn)動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要綜合考慮。

1.1.1 組合體的位置坐標(biāo)

坐標(biāo)系分為絕對(duì)坐標(biāo)系和相對(duì)坐標(biāo)系。絕對(duì)坐標(biāo)系是一個(gè)固定的坐標(biāo)系，相對(duì)坐標(biāo)系是基于絕對(duì)坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上建立的，有助于簡(jiǎn)化運(yùn)算過程，方便求解。在求解人體總質(zhì)心時(shí)，以人體的軀干模型下表面中心為原點(diǎn)建立絕對(duì)坐標(biāo)系，運(yùn)用求解質(zhì)心數(shù)學(xué)公式，求解得到某一空中姿勢(shì)時(shí)人體的質(zhì)心（）。在求解人體總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，為了方便獲得人體某一空中姿勢(shì)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，往往就需要建立一個(gè)相對(duì)坐標(biāo)系，在特殊形狀的剛體中，取其質(zhì)心作為原點(diǎn)建立相對(duì)坐標(biāo)系，在相對(duì)坐標(biāo)系中利用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量求解公式得到某一關(guān)節(jié)的剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。然后，利用相對(duì)坐標(biāo)系與絕對(duì)坐標(biāo)系之間存在平行軸關(guān)系，運(yùn)用平行軸定理，最后得到這個(gè)關(guān)節(jié)的絕對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

由于運(yùn)動(dòng)員在整個(gè)空中運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)出一個(gè)帶自轉(zhuǎn)的拋物線組合運(yùn)動(dòng)，則建立在組合體上的一切坐標(biāo)系對(duì)于建立在地面上的地理坐標(biāo)系而言，都屬于相對(duì)坐標(biāo)系。空中運(yùn)動(dòng)過程中，人體上的絕對(duì)坐標(biāo)系與地理坐標(biāo)系產(chǎn)生一定的傾斜角，需要引入姿態(tài)角。

1.1.2 組合體的姿態(tài)角

姿態(tài)角用來描述對(duì)象在空間中的方位姿勢(shì)。姿態(tài)角是由運(yùn)動(dòng)體坐標(biāo)系與地理坐標(biāo)系之間的關(guān)系確定的。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員身體會(huì)出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象，并以此來維持自身的平衡，此時(shí)組合體上基準(zhǔn)坐標(biāo)系位置隨著運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)發(fā)生與地理坐標(biāo)系產(chǎn)生一定的傾斜角（α，β，θ），此時(shí)呈現(xiàn)的各坐標(biāo)軸之間的夾角為姿態(tài)角[7]。地理坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系固結(jié)于地面，固定不動(dòng)。利用姿態(tài)角準(zhǔn)確描述運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)過程的方位。

1.1.3 組合體的全部關(guān)節(jié)的坐標(biāo)

采用三維坐標(biāo)系確定人體全部關(guān)節(jié)質(zhì)心的位置，需要確定一個(gè)基準(zhǔn)坐標(biāo)系。運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行空中動(dòng)作，例如屈體、直體、抱膝等，以人體的軀干模型下表面中心為原點(diǎn)，建立基準(zhǔn)坐標(biāo)系，從而通過此坐標(biāo)系確認(rèn)各個(gè)關(guān)節(jié)質(zhì)心的位置，并通過質(zhì)心求解公式得到人體的質(zhì)心（）位置。

1.2 空中動(dòng)作的結(jié)構(gòu)模型和運(yùn)動(dòng)特性

1.2.1 人體結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)造

根據(jù)人體結(jié)構(gòu)的特征，對(duì)人體結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型構(gòu)建。首先，將人體結(jié)構(gòu)分成14個(gè)部分進(jìn)行構(gòu)建模型。模型包括頭、左右腳、左右手、軀干、左右大腿、左右小腿、左右上臂、左右前臂14個(gè)關(guān)節(jié)。其中：頭、腳、手視為球體;軀干視為長方體;大腿、小腿、上臂、前臂視為圓柱體[1]。

建立如圖1所示的人體結(jié)構(gòu)模型，手掌模擬成半徑為r1的球體，前臂模擬成半徑為r2高為l2的圓柱體，上臂模擬成半徑為r3高為l3的圓柱體，頭部模擬成半徑為r4的球體，軀體模擬成寬為c、長為b、高為a的長方體，大腿模擬成半徑為r6高為l6的圓柱體，小腿模擬成半徑為r7高為l7的圓柱體，人的腿部模擬成半徑為r8的球體。在獲取上述的人體結(jié)構(gòu)模型各參數(shù)之前，需要先確定三個(gè)關(guān)于人體結(jié)構(gòu)模型的系數(shù)。

人體結(jié)構(gòu)模型系數(shù)的確定：首先以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)人體模型參數(shù)表[1]（如表1）中的數(shù)據(jù)為依據(jù)計(jì)算各身體部位重量占運(yùn)動(dòng)員體重的比例（[αi]），從而可計(jì)算不同體重（M）的運(yùn)動(dòng)員各身體部位的重量（[mi]）。同理，可得到各身體部位在z軸上的相關(guān)尺寸（[li]，a）占運(yùn)動(dòng)員身高（H）的比例（[βi]）。最后，根據(jù)表1的數(shù)據(jù)得到各身體部位的密度（[ρi]）：ρi=mi/Vi，對(duì)于Vi有三種求法：

（1）球體（頭，左右腳，左右手）： vi=4/33i;

（2）長方體（軀干）：vi=abc ;

（3）圓柱體（大腿，小腿，上臂，前臂）：vi=*ri2li。

人體結(jié)構(gòu)模型系數(shù)確定以后，按以下步驟計(jì)算不同體重（M），身高（H）的運(yùn)動(dòng)員的人體結(jié)構(gòu)模型各參數(shù)值（[mi]、[li]、[ri]、a、b、c）：首先，根據(jù)M、H、[αi]、[βi]計(jì)算出運(yùn)動(dòng)員各身體部位的體重（[mi]）和相關(guān)尺寸（[li]，a）;其次，根據(jù)[mi]、[ρi]計(jì)算出運(yùn)動(dòng)員各身體部位的體積（[Vi]）;最后，根據(jù)已求得的[Vi]、[li]、a計(jì)算余下的未知尺寸值[ri]、b、c，其中軀干的長b，寬c的確定需要一個(gè)比例條件。依照上述方法并通過C++語言進(jìn)行編程，運(yùn)行程序可得到某偏瘦體型的運(yùn)動(dòng)員的人體結(jié)構(gòu)模型各參數(shù)，結(jié)果如表2所示。

1.2.2 人體總重心的確定

人體總重心按照具體肢體動(dòng)作進(jìn)行求解。運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)展現(xiàn)出不同空中姿勢(shì)，分別為直體式、自由式、抱膝式和屈體式。

已知空中姿勢(shì)，利用質(zhì)心求解數(shù)學(xué)公式：，就可以確定人體總重心的位置（ ）。該部分同樣可通過C++語言實(shí)現(xiàn)。

1.2.3 空中運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量守恒定理

在空中運(yùn)動(dòng)階段環(huán)節(jié)中，運(yùn)動(dòng)員受到的空氣阻力可以忽略。在地理坐標(biāo)系中，身體的質(zhì)心運(yùn)動(dòng)軌跡為一條拋物線。拋物線軌跡由質(zhì)心的初始位置和初始速度決定，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員起跳或者離開運(yùn)動(dòng)器械后，拋物線的軌跡就已確定，即質(zhì)心重心的運(yùn)動(dòng)軌跡也是已確定的，不受運(yùn)動(dòng)員在空中的任何肢體姿勢(shì)所影響。同時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)員在空中只受重力的作用，無論其在空中做何種空中運(yùn)動(dòng)形式，都遵循角動(dòng)量守恒物理定理。因此，運(yùn)動(dòng)員在起跳后，其在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的相對(duì)質(zhì)心的角動(dòng)量保持不變：，其中為起跳時(shí)角動(dòng)量矢量，為全身的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量張量，ω為角速度矢量。由公式可知，在空中運(yùn)動(dòng)過程中，全身的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與角速度成反比。運(yùn)動(dòng)員在空中進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：，其中t為某種姿勢(shì)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)需要的時(shí)間，n為某種姿勢(shì)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的周數(shù)，ω為角速度矢量。由公式可知，旋轉(zhuǎn)周數(shù)一定時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間與角速度成反比。綜合上面兩公式可知，旋轉(zhuǎn)周數(shù)一定時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間與總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成正相關(guān)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員可以通過內(nèi)力的作用下，通過改變騰空肢體的姿勢(shì)（即轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)身體的半徑）來改變?nèi)淼目傓D(zhuǎn)動(dòng)慣量，從而控制空中轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)速度來間接影響旋轉(zhuǎn)所需要的時(shí)間，但是不改變其總角動(dòng)量。綜上所述，運(yùn)動(dòng)員在空中的運(yùn)動(dòng)過程中，可以通過抱膝或屈體的空中姿勢(shì)來加快旋轉(zhuǎn)速度，從而縮短轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間，而且可以通過直體的空中姿勢(shì)來減緩旋轉(zhuǎn)速度，造成其轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間加長。

1.2.4 全身總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算

組合體在空中運(yùn)動(dòng)過程中，繞著質(zhì)心所在的一條中心軸進(jìn)行定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。由于人體結(jié)構(gòu)模型被分成14個(gè)部分，在求解全身總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)需要進(jìn)行人體中的各個(gè)身體部位轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的疊加。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的表達(dá)式有以下兩種：（1）質(zhì)量離散分布的剛體：;（2）質(zhì)量連續(xù)分布的剛體：。在已確定的空中轉(zhuǎn)動(dòng)姿勢(shì)中，由于人體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的中心軸位于質(zhì)心所在的直線上，在計(jì)算某一身體部位在此轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，可以先計(jì)算該身體部位在自身質(zhì)心上定軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，再利用平行軸定理計(jì)算得到該身體部位的質(zhì)心軸相對(duì)全身的中心軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，最后將以上兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量張量進(jìn)行疊加就是該身體部位在轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)中相對(duì)人體中心軸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)慣量張量。即可表達(dá)為：。以此類推，將子系統(tǒng)組合成總系統(tǒng)，疊加各部分身體部位的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，就可得出運(yùn)動(dòng)員在相應(yīng)空中姿勢(shì)下的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這部分計(jì)算同樣也可以通過C++語言實(shí)現(xiàn)。

1.3 空中運(yùn)動(dòng)的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)分析結(jié)果

運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行跳水跳臺(tái)運(yùn)動(dòng)的全過程都可分解為：起跳﹑屈體或抱膝﹑翻騰﹑轉(zhuǎn)體﹑翻騰動(dòng)作與轉(zhuǎn)體動(dòng)作的過渡﹑展開階段等。根據(jù)難度系數(shù)表的組成，可以看出整套動(dòng)作的關(guān)鍵工作是翻騰和轉(zhuǎn)體動(dòng)作。

由文獻(xiàn)[8]可知，在地理坐標(biāo)系上，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)心在整個(gè)空中運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線（如圖3所示），則運(yùn)動(dòng)員在空中滯空時(shí)間由其質(zhì)心最高點(diǎn)的高度決定。在進(jìn)行跳水運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果在下落過程中運(yùn)動(dòng)員完成整套動(dòng)作中的關(guān)鍵動(dòng)作所需時(shí)間較長，則運(yùn)動(dòng)員需要在起跳時(shí)達(dá)到更高的高度，才能保證完美的完成跳水運(yùn)動(dòng)。但是，為了公平評(píng)判不同體型的運(yùn)動(dòng)員完成同一套動(dòng)作的難度系數(shù)，本文只從運(yùn)動(dòng)員完成動(dòng)作代碼中相應(yīng)動(dòng)作的關(guān)鍵動(dòng)作入手分析，討論運(yùn)動(dòng)員體型對(duì)難度系數(shù)的校正。

運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)過程遵守角動(dòng)量守恒定理，則可知其進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的角速度ω與相對(duì)應(yīng)的主轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小成反比。而運(yùn)動(dòng)時(shí)間與角速度成反比，則可知運(yùn)動(dòng)時(shí)間與主轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成正相關(guān)，即主轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，其進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間越長。在同一套動(dòng)作中，計(jì)算出不同體型的運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行相應(yīng)的翻騰動(dòng)作和轉(zhuǎn)體動(dòng)作時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小，根據(jù)角動(dòng)量守恒定理，得到他們完成相應(yīng)翻騰或轉(zhuǎn)體動(dòng)作的時(shí)間比值，而這部分體型引起的時(shí)間差異在不同程度上影響著難度系數(shù)的5個(gè)組成部分，從而決定最后完成整套動(dòng)作的難易程度。

2? 示例

2.1 基本數(shù)據(jù)

在上述理論基礎(chǔ)上，對(duì)兩個(gè)不同體型特征的運(yùn)動(dòng)員完成的同一種難度的跳水空中動(dòng)作進(jìn)行分析。運(yùn)動(dòng)員體型數(shù)據(jù)如表2所示。將運(yùn)動(dòng)員的體型數(shù)據(jù)代入到已編程的C++程序中，又以10m跳臺(tái)動(dòng)作5154Pike為例分析，代碼運(yùn)行結(jié)果如圖4所示，相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果如表3所示。

2.2 體型難度系數(shù)的校正

以十米跳臺(tái)動(dòng)作5154Pike為例，查閱難度系數(shù)表[9]可知，各難度系數(shù)組成如表4所示。

將得到的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量代入模型計(jì)算可得到完成兩周半屈體翻騰的時(shí)間（設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體型完成一周屈體翻騰的時(shí)間為a），標(biāo)準(zhǔn)體型設(shè)為2.5a，則偏瘦體型為1.985a，在難度系數(shù)表A中插值為1.888;在難度系數(shù)表B中插值為0.1;完成兩周直體轉(zhuǎn)體的時(shí)間（設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體型完成一周直體轉(zhuǎn)體的時(shí)間為b），標(biāo)準(zhǔn)體型設(shè)為2b，則偏瘦體型為1.654b，在難度系數(shù)表C中插值為0.862;D、E對(duì)應(yīng)的難度系數(shù)均為0;則偏瘦體型的最終難度系數(shù)為2.850。

由示例可明顯看出，因?yàn)槠莸倪\(yùn)動(dòng)員與標(biāo)準(zhǔn)體型的運(yùn)動(dòng)員身高相同，體重不同，根據(jù)人體模型，人體各部分的質(zhì)量不同，即質(zhì)量分布有所差異，從而引起轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的不同，導(dǎo)致完成動(dòng)作的時(shí)間不同，使難度系數(shù)產(chǎn)生差異。因此不同運(yùn)動(dòng)員在實(shí)行相同的跳水代碼時(shí)應(yīng)采用不同的難度系數(shù)。

3? 結(jié)語

運(yùn)動(dòng)員在有限的時(shí)間內(nèi)要想取得優(yōu)異的比賽成績，完美地完成比賽，就需要完成一套標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)作并且能夠完美入水。完成空中動(dòng)作所需時(shí)間越多，有時(shí)往往導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員不能夠有充足的時(shí)間進(jìn)行入水準(zhǔn)備，從而影響最終的比賽成績。因此，運(yùn)動(dòng)員要想在比賽取得一個(gè)理想的比賽成績，要么跳躍高度夠高，有更長的滯空時(shí)間，能讓自己有條不紊的完成好空中的每一個(gè)動(dòng)作，并且能夠平穩(wěn)入水，這往往有一定的難度。另一種方法就是通過縮短轉(zhuǎn)體運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的時(shí)間，這就需要通過改變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來實(shí)現(xiàn)，然而，在體型不變的條件下，要想通過減小主轉(zhuǎn)動(dòng)慣量角量來縮短轉(zhuǎn)體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，這種方法往往更難以實(shí)現(xiàn)。在跳水比賽中，通過增高跳躍高度來延長滯空時(shí)間這種方法，來完成高難度跳水動(dòng)作比較合理，但是加大了那些轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大的運(yùn)動(dòng)員的完成跳水比賽的難度?？傊?，關(guān)于跳水跳臺(tái)運(yùn)動(dòng)的體型難度系數(shù)的設(shè)定還是有必要的。

人體的基本運(yùn)動(dòng)與其自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量緊密聯(lián)系，近年來人體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)體育運(yùn)動(dòng)的影響備受體育界極力關(guān)注，但是考慮轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)體育運(yùn)動(dòng)的作用這方面的研究還是比較匱缺。本文以轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為切入點(diǎn)，考慮運(yùn)動(dòng)員體型的影響，并對(duì)跳水跳臺(tái)運(yùn)動(dòng)的難度系數(shù)進(jìn)行了校正，符合公平公正的競(jìng)技評(píng)判原則。

通過示例可見本文建立的人體結(jié)構(gòu)模型是可行和實(shí)用的，而且利用Visual C++語言實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)程序可方便提取并比較不同體型特征的運(yùn)動(dòng)員的空中動(dòng)作轉(zhuǎn)動(dòng)慣量差異，為建立更公正合理的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)提供新的依據(jù)，為提升跳水運(yùn)動(dòng)員的跳水競(jìng)技水平提供可靠實(shí)用的技術(shù)方法。

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