13、第五章 运动生物力学应用 抛体运动2.ppt

标枪飞行距离过远，存在很大的潜在危险，国际田联决定通过合理的方法和措施来减少标枪的飞行距离。 两种选择：一是增加标枪的重量，二是改变标枪有关的设计参数。经过大量的科学研究和实验，国际田联拿出了这样的设计方案：标枪的重量不变，只要将标抢的重心前移，同时缩小标枪前段的直径，加大标枪后段的直径，这样可大幅降低标枪飞行的性能，从而使成绩下降。 1986年，国际田联将男子标枪重心向枪尖方向前移4厘米， 1999年又将女子标枪重心向枪尖方向前移3厘米。 练习与思考 1．影响抛射体远度的因素 2．影响抛射体高度的因素 3．分析标枪和铁饼再空中飞行的原理与以及影响远度的因素 * 体育运动中投掷铅球、投掷链球、跳高和跳远人体腾空后都符合上述条件，可以忽略空气阻力，看作抛体运动。铅球、链球、人体重心在空中飞行的轨迹是抛物线，影响抛物线形状的仅仅是初速度的大小和方向。 * （S’是铅球出手点的垂线到抵趾板之间的距离，S 是球在空中飞行的水平距离） * 涉川等曾用计算机辅助计算得到如图5-18的结果。结果表明，当某运动员在出手点高度一定时，出手初速度与出手角度的配合只有在阴影区域内才有机会投中空心球，这对篮球的定点投篮训练有一定的帮助。 * 1986年，国际田联将男子标枪重心向枪尖方向前移4厘米，1999年又将女子标枪重心向枪尖方向前移3厘米。这样的改造使得标枪运动成绩一度出现了急剧的下滑，但是随着投掷标枪技术和训练手段的改进，现在的男子标枪世界记录又达到了98.48米。 * 1986年，国际田联将男子标枪重心向枪尖方向前移4厘米，1999年又将女子标枪重心向枪尖方向前移3厘米。这样的改造使得标枪运动成绩一度出现了急剧的下滑，但是随着投掷标枪技术和训练手段的改进，现在的男子标枪世界记录又达到了98.48米。 游 游 游 游 游 游 游 游 游 游 游 游 游 运动生物力学 游永豪 合肥师范学院 体育科学系 TelE-mail：306881234@ 抛体运动的生物力学分析 第二节 内 容 提 要 一、抛体运动的概述 1 二、抛体运动的力学原理 2 三、抛体运动的影响因素 3 一、抛体运动的概述 抛体运动是一种曲线运动，它在空中运动的轨迹是抛物线。 篮球运动员投篮，铅球、铁饼、标枪的掷出，乃至人体在跳高、跳远、跨栏、跑步中重心的移动，都是抛物线。 这种物体运动轨迹为抛物线的运动，称为抛体运动。 1．可以忽略空气阻力的情况 如果物体的质量较大，体积较小，飞行速度较低，飞行时间较短时，空气阻力可以忽略不计。 2．不能忽略空气阻力的情况 如果物体的质量较小，体积（阻力面积）较大，飞行速度较高，时间较长，空气阻力将不可忽略。 物体在水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合运动。 平抛运动 斜上抛运动 抛点与落点在同一水平面上的斜抛运动； 抛点与落点不在同一水平面上的斜抛运动。 运动的独立性原理或运动的叠加原理。 二、抛体运动的力学原理 （一）抛点与落点在同一水平面上的斜抛运动 y x V0 H 同一水平面上的斜抛运动 抛物体的初速度在水平和竖直方向上的分量分别是： 物体在时刻t的速度分量： 物体在时刻t的坐标： 抛物体上升到最大高度的时间为： 抛物体上升的最大高度为： 腾空时间即总时间为： 抛物体飞行的远度为： （二）抛点高于落点的斜抛运动 通过对飞行远度的计算分析推铅球的斜抛运动：设出手点的高度为H，出手的初速度为V0，出手角为?。投掷远度是L，则有 L= S’+S 设铅球从投出至落地的总时间为t，则有 （-H：表示落点在原点以下） 可得： 推铅球获得最大的距离，其出手的仰角应小于45°。这角度随铅球出手速度的增大而增大，而随出手高度的增大而减小。对出手高度为l.7米～2米，而出手速度为8米／秒～14米／秒的人来说，出手仰角应为38°～42°。 至于其他投掷类，受空气的作用力影响较大，各有不同的最佳仰角。例如掷铁饼为30°～35°；标枪为28°～33°；链球为42°～44°。 （三）抛点低于落点的斜抛运动 以篮球投篮为例：图中O为抛点、α为抛射角（出手角）、V0为抛出时的初速度，A看作物体的落点t为篮球从抛点到A点经过的时间 。若要求得A点时的速度VA，则先要求得VA的水平分速度VAx与竖直分速度VAy 则有： 速度方向： 假设投篮出手点高度为h，篮筐高度为H=3.05m，则篮球在y方向上的位移为H - h。根据式： 可解得 代入 tgθ式，即可得到篮球进筐时的入射角?与出手初速度、出手角度及出手高度之间的关系。这个关系比较复杂。 投篮命中时，出手速度与出手角度之间的关系（引自涉川