体操技术诊断动力学参数

研究体操动作过程的动力学特征，获取必要的动力学参数，是进行体操技术诊断的重要方法。
所谓人体运动的动力学特征，主要指人体在运动中所具有的惯性特征、力的特征与能量特征。
惯性特征系指在无外力作用的情况下，保持原有速度的性质。惯性是不可量度的，但不同个体或同一个体的不同环节（如上肢或下肢），在外力作用下，其速度的变化，也不相同，它们的这种性质是可以量度的，称为惯量（如人体的转动惯量等）。
力的特征系指改变身体运动状态的原因，在体操技术诊断的范围内，是指引起运动员关节活动的肌力或人体与器械相互作用的量度（如踏跳力等）。
能量特征系指描述动作过程中运动能量发生变化的形式与过程。
体操技术诊断中常用的动力学参数简述如下：
1.表述人体运动惯性特征的参数：
(1)质量：是人体在平动时惯量的量度，其值为外力的大小对与外力引起的加速度之比：
(2)转动惯量：是转动时人体（或转动环节）惯量的量度，其值为人体（或转动环节）各质点的质量同各质点到转动轴的距离的平方之乘积的代数和：I=∑mir2i。
进行体操技术诊断时，除考虑质量外，还要考虑质量的分布。质点在人体中的分布用质心的位置来表示。如研究旋类空翻，在无支撑状态下的转体速度问题，必然涉及带臂动作对转体速度的影响，其中就存在人体质量及质量的重新分布问题。
再如分析人体空翻的转体速度时，可知四肢伸开（向两侧），则转动惯量增大，转体速度减慢；四肢向转动轴心靠拢，转动惯量减少，则转体速度加快。
2.表述力的特征的参数：
(1)力：人体运动的力，是体操技术诊断中极为重要的参数之一，其值为：质量与该力所引起的加速度的乘积：＝m。
在技术诊断中常用的参数有内力与外力、作用力与反作用力、科里奥利惯性力、向心力与离心力等。力又可以分解为相互垂直的两个分力（垂直分力与水平分力）。
(2)力矩：是力对物体转动作用的量度，其值为力的模与力臂的乘积：Mz()=·d。
力臂是从力矩中心（转动轴）到力的作用线的最短距离。Mz()表示力F对Z轴的力矩。
体操技术分析多涉及力矩这一参数，如高低杠“绷杠空翻类”下法，为加大绷出杠的力量，下摆回环时，除增大下摆角速度外，还应提高重心位置，增大外力矩，达到提高初速的目的。
(3)力的冲量：是指平动时，在给定的时间间隔内，力对物体作用的量度，其值为单位时间间隔内各冲量元的定积分，其积分的上下限为力的作用的终末与开始时刻：＝。换句话说，力对时间的积分，叫做力在这段时间内的冲量。若力是常量时，冲量可以用Ft表示。对一定质量的物体来说正是冲量决定着速度的改变量（即速度改变的快慢程度），而力本身仅仅限定加速度的大小。如分析跳马踏跳技术，考查人体重心在第一腾空阶段的运动速度时，必然要考虑踏跳冲量值在其中的作用。
(4)力矩的冲量：是指转动中对给定轴的力矩在给定的时间间隔内作用的量度，其值为力矩的冲量元的定积分：
不管是力的冲量还是力矩的冲量，作用结果都引起运动状态的改变，表现为速度的变化，即动量和动量矩的变化。
(5)动量：是人体（或某一环节）平动的量度，描述物体间传递机械运动的能力，其值为物体的质量跟它的速度的乘积：＝m。
(6)动量矩：是人体（或某一环节）转动的量度，它同样描述物体间传递机械运动的能力。动量矩等于相对于转动轴的转动惯量跟物体角速度的乘积：
在力矩冲量的作用下，人体（或某一环节）的动量矩发生相应的变化。动量与动量矩同为描述运动状态变化的动力学量度，这些量度同力的作用的各种量度合起来，全面反映了运动同力之间的相互关系。
3.表示能量特征的参数：
(1)功：是人体（或某一环节）在力的作用方向上发生位移时，该力对运动物体作用的量度。A当力和位移的方向不一致时，力的功为：
人体在运动中力量是变化的，人体上各点的运动又是多曲线运动，所以各力所做的总功，等于各力的功的代数和。力与运动方向之间的夹角∝v为锐角或方向一致时，做的功为“正功”，反之（方向相反或夹角为钝角）为负功。
人体重力所做的功，其值为体重与初、末位置高度差(h)的乘积：A重=P·h
转动中所做的功则决定于力矩和角位移：
(2)功率：是指力所做功量变化快慢程度的量度，力在给定时刻的功率等于功对时间的导数：这个参数在以往的技术分析中用的不多。
(3)动能：是决定物体做功大小的机械运动的能量。人体平动中，动能等于质量跟它的速度的平方之乘积的一半
转动时的动能其值为
动能也可表述为运动系统速度减小到0的过程中，阻力所做的功。
(4)势能：是物体位置的能量，重力势能其值为重力(G)与始末位置差(h)的乘积 EP（重）=Gh。
人体运动中，当由一种运动形式转变为另一种运动形式时，作为物质运动的量度——能量，也是由一种形式转化为另一种形式。系统总的机械能为动能与势能之和，如果没有外力，则系统的总的机械能不变（能量守恒）。
在体操动作技术分析诊断中，往往用提高初始位置或加强摆腿力量等方法增加势能或动能，以利动作的高质量完成。

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