足球正碰過程的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、研究目的:運(yùn)用生物力學(xué)的研究方法,借助于Kistler測(cè)力臺(tái)和JVC高速攝像機(jī),研究了足球碰撞過程的力學(xué)特性和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征,揭示了足球碰臺(tái)過程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特征,為足球訓(xùn)練、比賽和教學(xué)提供可靠的運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)和參數(shù),為足球的研發(fā)和改進(jìn)提供一些理論依據(jù),進(jìn)而推動(dòng)足球運(yùn)動(dòng)的發(fā)展.研究方法:文獻(xiàn)資料法、Kistler測(cè)力臺(tái)測(cè)試法、高速攝像機(jī)現(xiàn)場(chǎng)拍攝法、錄像解析法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法.結(jié)論:1.實(shí)驗(yàn)方法的研究:(1).測(cè)力臺(tái)采樣時(shí)間設(shè)置為5s,更有利于數(shù)據(jù)的測(cè)

2、試.(2).測(cè)力臺(tái)的采樣頻率設(shè)置為200Hz,可以保證采集到完整的力量值數(shù)據(jù),能夠比較精確的反映出力量特征(3).足球碰撞過程由于碰撞時(shí)間極其短暫,腳踢球速度大小難以控制,建議提高拍攝頻率和使用足球發(fā)射機(jī)拋射的方法.2.足球碰撞動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征:(1).低速碰臺(tái)過程的時(shí)間為0.00832s,高速時(shí)的碰臺(tái)時(shí)間為0.00775s;高速碰臺(tái)時(shí)間比低速時(shí)減少了0.00057s,兩者存在顯著性差異.(2).足球碰撞到達(dá)最大力量所需要的時(shí)間,低速時(shí)

3、平均為0.00421±0.000639s,高速時(shí)平均為0.00317±O.000551s.高速時(shí)到達(dá)最大力量所需時(shí)間更短,兩者之間存在顯著性差異.(3).足球的彈性恢復(fù)系數(shù)取決于球本身的彈性,足球低速碰臺(tái)的彈性恢復(fù)系數(shù)為0.838,高速碰臺(tái)的彈性恢復(fù)系數(shù)為0.736,高速時(shí)比低速時(shí)減少了0.102,兩者存在顯著性差異.得出當(dāng)足球速度增大后,其彈性恢復(fù)系數(shù)變小.(4).低速時(shí)反彈速度與入射速度之間差距小,高速時(shí)反彈速度與入射速度差距大,低

4、速的反彈速度和入射速度有很高的相關(guān)性,而高速時(shí)兩者的相關(guān)性很小.(5).低速和高速碰撞兩種情況下的動(dòng)能損耗率有差別,低速時(shí)的損耗率平均是29.8﹪,高速時(shí)平均為45.8﹪,隨速度增大,動(dòng)能損耗率變大.3.足球碰撞動(dòng)作的力學(xué)特性:(1).足球低速碰臺(tái)和高速碰臺(tái)兩種情況,兩者的力量曲線都為單峰曲線,都屬于沖擊式力量,都是在極短的時(shí)間內(nèi)速度迅速達(dá)到最大值,然后急速下降到最小值.(2).沖量和平均力量與入射速度的相關(guān)性分別為0.9372和0.8