标枪,是古人为了求得生存,在与大自然的斗争中为获取必需的生活资料而创造的一种原始投掷工具,在当时也作为一种运动器械。到了奴隶社会,标枪被奴隶主用来作为训练士兵、镇压奴隶、掠夺财富和作战的武器。原始的标枪构造很简单,把石头磨尖装在木杆的一端即为枪头。随着生产力的发展,逐渐改用金属做枪头,有的部落开始流行掷标枪的比赛,比赛中最优秀的人,就被推选为部落的领袖。最初的枪杆是平滑的,没有绳把,只在手上系一条布带,投出时可使标枪旋转。根据比赛场地的遗址可知,当时有助跑道,也有一定的界线,掷标枪时不能踏出界线,但和现在场地规格是不一样的。掷标枪属于田径运动项目,是根据运动员投掷的距离评定比赛成绩的运动。
原理
投掷标枪的力学原理
投掷标枪的过程是一个能量转化的过程,是运动员助跑的动能转化为标枪飞行的动能和势能的过程。运动员需完成助跑、引臂、用力掷出以及用力后的缓冲等一系列动作。在这一系列的动作中,包含着哪些力学知识呢?
科学
原理
投掷标枪的力学原理
1.助跑
助跑是整个技术中时间最长,动作环节最多的阶段,其目的是使人体和器械获得预先的动量,并为最后投掷创造良好的身体用力条件。在助跑中获得的预先速度是有限的,有研究表明其相当于器械出手速度的20%,助跑为最后用力掷出创造了必需的用力条件。在助跑阶段用到了四个力学原理。
(1)参照物的选取。助跑阶段,运动员要根据投掷场地上的“画线”,来丈量自己的起跑点、“交叉步”起点、“交叉步”右脚落地点以及标枪出手方向等。这里的“画线”和各个“点”就是运动员选择的参照物,这些参照物可以很好地指导运动员合理地利用速度和分配力量,把握最佳的“交叉步”右脚落地点、标枪出手时间、出手方向和力量大小,以便创造最好的成绩。
(2)获取初速度。跑是为了最大限度地获取初速度,为出手速度提供速度基础,以获得最大的出手速度,使标枪飞得更远。
(3)获取动量。在“交叉步”跑开始时,运动员必须将持枪的手臂尽量向后拉,便于在最后用力时能够得到最大的力量,有更长的作用时间来获取更大的速度。
(4)标枪出手后的身体平衡。标枪出手后,人体由于受惯性的作用,必然会随着惯性继续向前运动,为了防止越线犯规,应及时向前跨出一至二步,身体稍向左转或上体稍向前倾,降低身体重心,维持平衡,避免冲出线外。
2.最后用力掷出
最后用力是整个掷标枪技术中最重要的技术环节。运动员在最后用力掷出时,除了需要一个最大的投掷力外,还需要手指的“拨枪”,将力量集中于标枪纵轴上。拨枪是为了保证出手后的标枪能在空中绕着标枪纵轴以旋转的方式飞行。标枪在飞行中的自转,使得标枪的几何中心轴始终不会与其前进方向有很大的偏离,保证标枪在直线距离上能飞行更远。
小课堂
投掷标枪的技术要领与动作流程
标枪的投掷技术分为握枪、持枪、助跑、最后用力和缓冲。要想标枪掷得更远,做好这些技术动作非常重要。
(1)握枪
现代式握法是将标枪斜放在掌心上,大拇指和中指握在标枪把手末端第一圈上沿,食指自然弯曲斜握在标枪上,无名指和小指握在把手上。也可将拇指和食指握在标枪把手末端第一圈上沿,其余手指按顺序握在把手上。这种握法可加长投掷半径,便于控制标枪出手角度和飞行的稳定性。
(2)持枪
屈臂举枪于肩上,大小臂夹角约为90°,稍高于头,枪尖稍低于枪尾。标准的持枪动作有助于助跑加速,增加出手前身体的初速度。
(3)助跑(www.xing528.com)
助跑的距离应根据投掷者发挥速度的快慢而定,一般在25~35 m之间,助跑分为两个阶段:预跑阶段、投掷步阶段。
预跑阶段:预跑阶段主要是加速,在跑进中上体稍前倾,用前脚掌着地,大腿抬得较高,后蹬力量强,动作轻快而富有弹性,持枪臂随着跑的节奏与左臂配合,自然前后摆动,并与下肢动作协调一致。从第一标志线到第二标志线为预跑段,大约15~20 m。跑双数步为8~10步,跑单数步为9~11步。
投掷步阶段:从第二标志线到起掷弧线为助跑的第二阶段。投掷步一般采用五步,也有采用六步或七步的。投掷步阶段的技术非常关键,标枪能不能投掷得足够远,取决于步伐和节奏的配合程度。
第一步:左脚踏上第二标志线,右脚积极前迈,同时,右肩后撤并开始向后引枪,左肩逐渐向标枪靠近,左臂自然摆至胸前,眼向前看,髋部正对投掷方向,持枪臂尚未伸直。
第二步:右脚落地,左脚离地前迈,开始投掷步的第二步。左脚前迈时,髋稍向右转,右肩继续后撤并完成引枪动作,右手接近于肩的高度,枪身与前臂夹角较小,枪尖靠近右眉,保证标枪纵轴和投掷方向一致。
第三步:由左脚落地开始,左脚一落地,右腿膝关节自然弯曲,大腿带动小腿积极有力地向前摆出,当右腿靠近左腿时,左腿快速有力地蹬伸,促使右腿加快前迈。此时,髋轴转向投掷方向,并与肩轴形成交叉状态。左臂自然摆至胸前,有助于左肩继续向右转动,加大躯干的向右扭转。右脚尖外转,使脚跟外侧先落地,然后过渡到全脚掌,与投掷方向成45°角左右,躯干和右腿成一条直线,整个身体向后倾斜与地面形成一定的夹角。
第四步:在交叉步右脚尚未落地之前,左腿就要积极前迈。右腿落地,体重落在弯曲的右腿上,接着,右腿积极蹬地,加快髋部向水平方向移动,同时也加快左腿的前迈。左腿前迈时,大腿不宜抬得过高,左脚内侧或脚跟先着地,做出强有力的制动和支撑,左脚落地的位置应在右脚落地位置前、投掷方向线的左侧20~30 cm处。
(4)最后用力
投掷步第四步落地后,右腿积极蹬地转髋,肩轴向投掷方向转动,投掷臂上臂向上转动,带动前臂和手腕向上翻转。当上体转到正对投掷方向时,投掷臂翻到肩上,左肩内成“满弓”姿势。然后投掷臂的上臂带动前臂向前做爆发式的“鞭打”动作,使标枪向前飞出。在标枪离手的一刹那,用力甩手腕及手指发力,使标枪沿纵轴顺时针方向转动。
小常识
标枪的分类
标枪一般用金属材料或碳纤维制成,两端尖利,男子标枪质量为800 g,长260~270 cm;女子标枪质量为600 g,长220~230 cm。
我国少年标枪的规格:
①少年男子甲组使用700 g标枪。
②少年男子乙组使用600 g标枪。
③少年女子甲组使用600 g标枪。
④少年女子乙组使用500 g标枪。
⑤儿童组使用300 g或400 g标枪。
几个重要的投掷标枪规则:
①必须在规定时间内投掷,超出规定时间的投掷成绩无效。
②标枪必须是单手从肩上投掷出去的。
③在投掷的过程中,身体的任何一部分不得触及标枪的投掷弧线。
④只有当投掷的标枪落地以后,运动员才可以离开助跑道,标枪运动员必须从投掷弧或延长线后退出;否则,视为犯规。
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