运动生物力学基础投掷技巧

投掷是运动员借助身体自身的能力，通过合理的运动形式，将指定器械进行抛射并获得最大远度的运动项目。国际上各种级别的比赛中所设投掷项目包括标枪、铁饼、铅球等。虽然投掷所用器械形状、投掷方法各不相同，但它们都包括4个紧密衔接的阶段，即准备阶段（包括握持器械和准备姿势）、预加速阶段（包括助跑、滑步和旋转）、最后用力阶段和结束阶段。上述4个阶段中，最后用力阶段是投掷动作的关键。

1.影响投掷成绩的因素

投掷器械的质量和形状不同，器械出手后受空气作用的影响也不一样。铅球和链球质量较大，体积较小，且呈球形，受空气影响不明显，这两个项目成绩主要由出手高度、出手角度和出手速度决定。标枪和铁饼形状特殊，飞行过程中受空气影响较明显，这两个项目成绩除受上述3个主要因素影响之外，器械出手时刻的姿态（迎角、姿态角）、运动状态（如标枪的旋转及俯仰角速度、铁饼的旋转速度）及其物理特性（如标枪的固有震动频率、转动惯量以及重心与空气压力中心的位置等）也对投掷远度有一定影响。

出手速度是影响投掷成绩的重要因素，根据抛物线原理，远度与出手速度的平方成正比，所有的投掷训练几乎都是围绕着如何提高器械的出手速度进行的。出手角度是器械出手瞬间，速度方向与水平面间的夹角。由于器械出手高度与落地点没有在同一个水平面上（出手点与落地点的连线与水平地面间的夹角称为地斜角），所以理想的器械出手角度不应是45°。目前研究认为，4种投掷项目适宜的出手角度为：铅球38°~42°、链球42°~44°，标枪和铁饼30°~36°。出手高度与运动员身高、臂长和完成最后用力的动作质量有关。在其他条件相同的情况下，器械出手高度越高，所投的远度越大。空气阻力对投掷器械的出手速度成反比，器械出手后，迎面的气流会对器械产生升力和阻力，升力可以延长器械的飞行时间，有时小逆风情况下，标枪和铁饼成绩比无风或小顺风稍好。

2.投掷运动的基本原理和规律

投掷运动是多器官多组织参与活动，需要将力的作用合到一起。在投掷活动中身体各部分的活动表现出一定的规律性，这些规律与原理主要体现在以下几个方面：①人体运动时大关节先启动，根据动作的结构要求小关节随后依次活动的原理称为关节活动顺序性原理。按照由下而上的顺序进行活动且大关节带动小关节。②在投掷之前的超越器械动作会进行相关肌肉的预拉长，使弹性势能增大。投掷时，肌肉超等长收缩，肌肉内部和储存的弹性势能同时作用，产生更大的动能，这称为预先拉长肌肉作用原理。③投掷时肩关节转动前，应当尽量减小手臂的转动惯量，这叫转动惯量最小化原理。如在投掷标枪中，最后用力阶段开始时肘关节屈曲，以减小肘臂和标枪绕肩关节转动的转动惯量，从而增大肩关节转动速度，最后提高鞭打用力效果。(www.xing528.com)

3.投掷助跑的生物力学分析

助跑可以使运动员在投掷时具有初始动能，改善投掷条件，增加投掷远度。助跑可以增大投掷时器械的初速度、提高肌肉的弹性势能，并为人体动量向器械转移创造条件。

通过助跑可以使身体与投掷物具有一定的运动速度，两速度在出手方向上叠加，增加了器械的出手速度。如铅球的投掷成绩为20 m时，其出手速度为15 m/s。其中，通过滑步铅球获得2.5 m/s的速度，通过投掷获得12.5 m/s的速度。

超越器械动作，从形态上看是把器械留在身体后面，增大投掷用力的“工作距离”，而从肌肉工作性质上看，是使肌肉在做投掷动作之前，先做退让性收缩。如超越器械时运动员所做的“背弓”，躯干及整个身体的扭转，使进行投掷用力的肌肉拉伸产生肌肉弹性势能。助跑使身体获得动能，在做超越器械动作时有部分转化为肌肉的弹性势能，而在投掷最后用力过程中释放，增大了器械的出手速度。

助跑后的人体具有一定大小的动量，运动员在外部动量与内力的共同作用下，将力传至器械，实现动量转移。