单杠卷身上及屈伸生物运动力学分析

单杠卷身上及屈伸生物运动力学分析
摘要：结合部队实际，为有效指导训练，提高训练成绩，从生物力学角度，运
用刚体转动定律、质心定理等物理学知识对单杠卷身上及屈身上加以分析，第一
把单杠卷身上的动态过程进行力学分析，计算出其转动惯量，得出力量是基础、
姿势是关键的结论。

关键词：生物力学；刚体转动定律；质心定理；单杠卷身上；单杠屈身上；转动
惯量
一.研究意义
单杠卷身上其动作看似简单，但对于初学者来说还是有一定难度，需要一定
的身体素质作为基础，还需多加练习才能完全掌握。

单杠屈身上则对身体机能要
求较高，不仅需要很好的体能素质，还需要训练者有着良好的协调性、平衡力才可。

但一般入伍士兵或学员体能素质相对较差，器械训练又存在一定危险，由于
单杠技术难度较大、对上肢力量要求较高，导致学员在单双杠练习中容易受伤，
常常出现肌肉易于疲劳和肌肉损伤现象。

二.单杠卷身上力学分析
2.1单杠卷身上动作要领
单杠卷身上动作要领：跳起抓杠,成正握直臂悬垂,两手用力屈臂拉杠,同时含胸、收腹、举腿，上体后倒（臀紧贴身体，眼看脚），两臂继续用力拉杠，腿向
后上方伸出过杠，使腹部贴于杠上，翻转手腕，抬头挺胸，伸直臂成正撑。

身体
放时，含胸收腹，重心前移，两臂用力，缓冲下落还原成直臂悬垂。

2.2单杠卷身上动态过程分析
受训者跳起上杠悬垂，身体成反弓形，使腰髋部、臀部、和肩部肌肉充分伸展，获得最大收腹动力，有利于后续动作的完成。

双臂用力拉杠使身体重心上移，缩短身体重心与杠的距离。

屈臂上杠的同时，收腹举腿。

在分析收腹之前，先分
析这样一个过程：单杠大回环下摆过程中要求运动员送肩，脚尖绷直，身体成直
线形，这样可增大身体重心与杠端距离以获得最大重力距，使其下落至最低点时
动能更大，这是最大重力距原理。

2.3单杠卷身上常见做法
由于人体构造、习惯、外界因素不同，不同的同志采取各自适合自己的做法，经过观察，大体将它们分为三类：先拉再卷法、边拉边卷法、先卷再拉法。

综合三种做法的数据分析。

相同点：三种做法人体转动惯量都随时间逐渐减小，人体重心逐渐升高，重力距有时阻碍人体转动有时利于人体转动。

不同点：
先拉后卷法，对受训者来说，较容易掌握完成，但动作不够连贯，手臂肌肉作用
时间较长，耗能较多；人体转动惯量减小较慢，重力做功时间长。

边拉边卷法要
求受训者既要有力量基础，又要有良好的协调性，其过程所需时间短，内能消耗少，人体转动惯量减小较快，且重力距在较多的时间内做正功。

先卷后拉法，其
转动惯量减小也较快，但重力距基本上做负功，要求受训者有更高的力量素质。

综上所述，第二种做法，难度并不大，可减少重力距做功，较为省力，时间较短，内能消耗较少，对提高成绩有很大帮助。

2.4 初学者易犯错误
对于初学者来说，由于训练较少，动作不熟悉，姿势不规范，错误用力，掌
握情况差等现象普遍，容易出现问题，不能规范完成动作。

常见易犯毛病有只收
腹，不倒背；上体后倒时，两臂放松；举腿时，腿向上方伸。

2.5 辅助练习
某些同志刚开始练习时，体能素质较差，身体协调性较低，或有恐惧心理，
不容易完成动作，针对此现象，可采用辅助练习法，使其感受上杠方法，身体用
力部位，同时克服恐惧心理，然后再加强力量训练，以利于完成动作。

2.5.1 低杠体会练习
站在杠下，两臂握杠，一脚用力等地，迅速向上举腿，上体后倒，腿向后上
方伸，使腿部贴于杠上。

低杠练习中，将屈臂拉杠动作减去，对手臂力量要求较少，同时一脚蹬地，
使其获得一定的初速度，以便更好的完成动作。

此练习主要体会收腹举腿，上体
后倒等动作，使受训者找到正确的上杠动作，利于以后的训练。

2.5.2 抢杠练习
受训者跳起抓杠之际，立即收腹完成动作。

当受训者跳起抓杠时，由于惯性，身体有向上的初速度，此时再收腹，借助向上的惯性过杠，边拉边卷法与此异曲
同工，在上拉过程中身体有一定的速度，卷腹上杠时比较容易。

三.单杠屈伸上过程分析
单杠屈身上动作要领：起跳抓杠，悬垂起摆，身体由后摆极点开始，悬垂摆动，前摆过杠下垂直部位后，沉肩，收腹举腿，脚面靠杠。

当回摆臀部至杠下垂
直方位时，两腿沿单杠的方向用力向前上方蹬出,同时两臂顺势支臂旋转压杠起身，跟上体，两腿继续向后上摆起,成直臂平杠。

为了更清楚的对动作研究和分析，根
据在运动过程当中能量不断的变化和转换的特点，可将动作划分为的两个阶段来
分析：能量积蓄储备阶段、能量转换利用阶段。

3.1准备阶段即储备能量阶段
从后摆的最高点开始，向前悬体垂直的摆动。

此过程可以为之后的动作储蓄
能量。

适度的摆动：该动作是以单杠为轴的人体转动运动，在这一阶段中通过摆
动获得转动动能。

所以，先要进行摆动技术的分析。

根据机械能守恒定律及能量
转化规律可知，身体摆动的越高，动能转换的重力势能便越大，则完成动作更轻松。

但在实际的操作中你会发现，如果摆动过大，到达最高点后，练习者需要保
持屈身折腹的动作进行回摆。

对于身体素质基础较差的同志而言，难以在运动中
保持此动作，常能看到学员由于摆动过高而难于控制身体，保持屈伸回摆的姿态，过早的打腿展腹，则难以完成动作。

所以，起摆的幅度至关重要。

一般最佳位置
是后摆与杠面方向成四十五度最合适。

3.2完成阶段即利用能量阶段
完成屈伸上的关键动作要领为：适度的起摆幅度，支臂松肩向前“反弓”形摆
动至四十五度左右，最大限度折腹举腿脚面贴近杠面成屈体回摆，当身体重心摆
至杠面平行位置时，两腿沿杠的前上方伸出，手臂压杠跟上体，使身体腹部贴住
杠面而后旋转上杠成支臂支撑。

3.3错误动作分析
3.3.1 产生错误的原因。

对单杠屈伸上的错误动作进行分析，可以为教员教学
提供理论依据。

从表1可看出，在出现的195人次的错误技术中，伸腿方向低有
的76人次，约占整个错误人次的39％。

由此可见，伸腿方向低是一种做常见的
错误动作。

所以我们就对这一错误动作进行简单的分析。

3.3.3纠正方法及辅助练习。

强化理论教学：对于一个初学者来说，学习一个
新的动作要先让其明白动作完成的基本原理，让其对动作发力的时机有基本的感
受。

具体辅助方法如下：
阻力法：这种方法可以低单杠上进行，主要目的是使练习者产生正确的肌肉感觉。

方法是：帮助者站在练习者的一侧，一手扶其腰部，另一手扶其小腿，当练习者伸腿时，帮助者顺势给予阻力，用外力阻止练习者向下打腿，帮助其按正确方向伸腿。

本文针对军队器械训练情况，对单杠卷身上以及屈伸上的动作过程进行了力学分析，在单杠屈伸上当中，也分了能量储备阶段和能量利用阶段进行分析。

得出完成屈伸上的关键动作要领为：适度的起摆幅度，支臂松肩向前“反弓”形摆动至四十五度左右，最大限度折腹举腿脚面贴近杠面成屈体回摆，当身体重心摆至杠面平行位置时，两腿沿杠的前上方伸出，手臂压杠跟上体，使身体腹部贴住杠面而后旋转上杠成支臂支撑的结论。

针对部队实际情况，提出较好的训练方案，为今后的教学、训练提供借鉴参考，对提高单杠卷身上成绩有指导意义。

参考文献
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