影響足球球速諸因素的運動生物力學分析①

劉喜林

（武漢職業技術學院體育部 湖北武漢 430074）

踢球是運動員有目的地用腳的某一部位把球踢向預定的目的地的技術動作。踢球是足球比賽中最重要的贏得時間和空間的技戰術手段之一。任何一場足球比賽都是競技雙方對時間、空間和球的爭奪，足球比賽過程就是創造時空、利用時空和控制時空的過程。

快速、精準的踢球是最重要的進攻武器之一，能為贏得比賽的勝利奠定堅實基礎。如果一個球隊不能快速、精準地踢球，那他們幾乎無法獲得比賽的勝利。足球運動員只有熟練掌握了多種的踢球技術后才能達到精湛的傳球、射門水平。

傳球是足球比賽中應用最多的一項技術，傳球是隊員之間聯系的主要工具，在比賽中不停頓的及時傳球，高度準確的轉移中長傳，高速控運球中進行隱蔽性傳球以創造射門、進球良機，已是世界足球強隊的重要標志。

主動傳出威脅球、致命球的傳球五要素是傳球的隱蔽性、傳球方式的選擇、傳球的時機、傳球的力量與速度、傳球的準確性。一般在傳球力量不當或傳球不準確時就會出現防守隊員斷球的情況。

2.1 德陽地區學齡前兒童缺鐵性貧血的患病現狀 1 452例受檢兒童共檢出兒童缺鐵性貧血患兒120例，患病率為8.26%，其中6～12個月的患病率為13.76%(52/378)，1～3歲的患病率為7.90%(47/595)，4～6歲的患病率為4.38%(21/479)，3組比較，差異有統計學意義(χ2=8.95，P<0.05)。6～12個月的幼兒是兒童缺鐵性貧血的主要人群。

由上面分析得到的大腿和小腿的角速度及線速度變化規律可以得出以下的結論：踢球腿的擺動動作屬于鞭打動作。下面將用鞭打動作的原理來對踢球腿的擺動對擊球的力量所產生的作用進行生物力學分析。

踢出球的速度和落點反映出踢球的力量和技術。在擊球點合理的情況下，踢球的力量主要取決于助跑速度、踢球腿的擺動、踢球腳腳踝的緊張程度、身體和支撐腿的方向以及踢球腿的隨前動作。文章將從這幾個方面進行運動生物力學分析。

1 助跑的生物力學分析

原理是：當△mv為常數時

可知只有下肢各環節連續發力，才能提高腳的線速度。一般舉重運動員的下肢力量比足球運動員的下肢力量大，但卻踢出的球卻沒有足球運動員踢出的球運行遠，就是因為舉重運動員的踢球擺動腿不快，下肢各環節發力不連續的原因。

2 踢球腿的擺動的生物力學分析

踢球腿的擺動是指踢球時擺動腿的動作。擺動腿的動作有助于發揮擊球的力量。踢出球力的大小主要取決于擺動腿的擺動，它是踢球力量的主要來源。擺幅大、擺速快、動量的變化大，踢球的力量就大，球的運行速度就快，球的運行距離就遠。

在色彩上，我選擇了一些跳出固有思維的色彩，例如我在花園內花草色彩上的選擇，就選擇了一些日常生活中并不常見的色彩，例如紫色、寶藍色、檸檬黃色等。我希望這一些跳脫的色彩能夠給觀眾帶來新穎的感受。此外，為了保持畫面色彩的呼應，我將藍天和海洋用同一組色彩來表現，正好兩者在畫面的一頭一尾，形成首尾呼應。畫面中部的一些人物的服裝色彩也是提取與花園里花草一致的色彩來表達，做到整個畫面都同一在一個色調內。

何為“喘息服務”？顧名思義，是政府花錢為失能老人家庭提供服務，或是請專業人員去家中照料，或是把老人接到養老院照看，既讓家屬喘口氣，也讓老人康復得更好。

在此動作過程中，擺動腿大腿在進一步充分后引的基礎上，髂腰肌迅速收縮，大腿以髖關節為軸產生較大的角加速度，同時小腿向大腿靠攏、后屈，處于屈曲狀態。大腿繼續以髖關節為軸向前做加速擺動，小腿以膝關節為軸繼續后屈，保持屈曲狀態。在這一過程中，大腿先前的角加速度急劇增加，產生相當大的線速度，小腿的線速度增加量明顯大于大腿的線速度增加量。

由此看出，當膝蓋擺到球的正上方或側上方時，大腿的角速度因為制動急劇下降，小腿因做爆發式前擺動作，角加速度急劇增加，大腿的動量傳遞給小腿，動量疊加，使肢體末端動量急劇增加，從而踢球快速有力。

由于地形變化、季節變化等所引起的D與18O同位素變化可以被地下水所保留，這些變化可以用來計算地下水的補給高程[19]。但是不同時期的D與18O值會有不同，如冰期的時候，大氣降水的氘氧值可能會比較低，而高程效應造成的結果也是氘氧值低，所以，要考慮到時間的問題。因此為了排除時間因素對D與18O值的影響，該次研究取溫泉地熱水進行14C同位素測年分析，確定地熱水的補給年齡。14C測年的基本原理是應用地下水中的溶解無機碳作為示蹤劑，以14C測定地下水中溶解的無機碳的年齡。年齡是根據地下水的14C濃度與補給時濃度之間的差別來計算。其計算公式如下：

現代足球的射門很多時候在距離球門20～30m左右就開始了，所以球的速度對是否完成進球起著至關重要的作用，當然，刁鉆的射門角度也起著非常重要的作用，如果射門球力量大速度快角度刁，那無疑是完美的世界波。

踢球腿的鞭打動作是由質量大的大腿首先加速擺動，獲得一定的動量。當膝關節擺到球的正上方或側上方時，大腿的擺動速度突然下降、制動，動量向質量較小的小腿（鞭尾部分）傳遞動量，然后疊加。由于小腿的質量小于大腿的質量，因此小腿獲得較大的運動速度。

踢球腿擺動的動作符合角動量定理

∵I10＝Ic1＋m1d12

∴K1＝（Ic1＋m1d12）w1

又因為小腿的角動量為K20＝I2w2

∵I2＝Ic2＋m2d22

∴K2＝(Ic2＋m2d22)w2

由于大腿的制動，于是大腿的角動量傳遞給了小腿，所以大小腿的角動量進行疊加后用公式表示為：

K1＋K2＝（Ic1＋m1d12）w1＋(Ic2＋m2d22)w2

運動員在傳長距離球和大力射門時，主要采用的擺腿方法是在跨步支撐的同時，擺動腿大腿后引，小腿后屈，在支撐腿著地的同時以髖關節為軸，大腿帶動小腿由后向前快速擺動，當膝蓋擺到接近球的正上方或內側上方時，小腿做爆發式前擺。

顯而易見，大腿的角動量傳遞并疊加到小腿上，使小腿產生了高速擺動，從而增加了踢球的擊球沖力。

在小腿逐漸屈曲階段，主要是大腿加速擺動，小腿并沒有主動加速擺動。這因為人的肌肉力量是有限的，屈髖肌群的肌力對髖關節的肌力矩也是有限的。所以只有靠減小下肢的擺動慣量來增加角加速度。因此，在踢球腿擺動過程中，小腿屈曲，減小下肢的轉動慣量，從而加大小腿擺動的角加速度，達到增加大腿的轉動效果。

踢球腿的隨前動作對尚未達到最高速度的球體自身速度起著不可忽視的作用。如果踢球腳一接觸球就立即停止前擺，那么就必然影響作用力的連續性。

原理1：w＝Mt／mr2

因為M、m、t為定值，所以r的減小，必然導致角加速度w的大幅度增加。

原理2：根據運動學V1＝V0＋at

由于髂腰肌及髖關節周圍韌帶的預先拉伸，使髂腰肌及髖關節周圍的韌帶的彈性增加，使后續動作達到理想的效果。另外，正因為跨步支撐，從而為踢球腿的擺動提供了穩固的支點。

3 踝關節的緊張程度的生物力學分析

踝關節的緊張程度，對踢球力量起著重要作用。觸球的一瞬間，踝關節緊張，那么擊球的力量就大。分之，提高踝關節松弛，那么在觸球時踝關節就會出現退讓式的緩沖動作，從而增加腳對球的作用時間，減小擊球的力量。

助跑是指踢球前的幾步的跑動。它的作用是使身體活獲得一定的前移速度，并活動先前的初動量。助跑的關鍵在最后一步，最后一步的助跑要明顯大于前幾步的助跑，以便使身體獲得穩固的支撐，即所謂的跨步支撐。此動作在踢球時擺動腿的大腿內側得到充分的后引，同時使髖角度充分打開，從而增大運動幅度，有效地拉伸了髂腰肌，使踢球動作的主動收縮肌群得到充分拉伸。肌肉收縮時所做的功，等于其力與擺動腿在拉力方向是所移動距離的乘積。也就是說預先增加收縮肌群的初長度，可增加收縮肌群所做的功。

∵Ft＝△mv

∴F＝△mv／t

由于△mv是定值，t增加時必然導致腳的擊球力量F的減小。

4 踢球腿的隨前動作的生物力學分析

多出現在六至七葉期，發病初期在心葉基部的中脈兩側出現透明的虛線斑點，逐漸擴展到整個葉片，并在葉背、葉鞘和苞葉的葉脈上出現長短不一的蠟白色突起，后變黑褐色，用手觸摸時有粗糙不平的感覺。發病后的玉米植株生長受到抑制，節間粗腫縮短，嚴重矮化，一般病株高度只有健株的1/3～1/2。葉片密集，頂端簇生，葉片厚硬僵直，濃綠。根系少而短，不足健株的1/2，很容易從土中拔起。輕病株一般能結果穗，但果穗小，花絲不發達，結實率很低，雄穗軸短，常半包在喇叭口內不能全部抽出。重病株雌穗、雄穗不能抽出，個別雄穗雖可抽出，但分枝極少，常提前枯死。

隨著我國人口老齡化進程的加快，離退休黨員數量持續增長。據有關部門統計，我國離退休黨員人數占全體黨員人數的比例接近20 %，而且還存在著“三多”問題，即年齡大的越來越多，身體差的越來越多，長期不能參加組織生活的越來越多。

孤獨癥兒童和正常兒童在區分愿望任務上的成績差異無統計學意義；孤獨癥兒童在區分信念和錯誤信念任務上的平均成績都很低，且均顯著的低于正常兒童（P值均＜0．01）。兩組兒童在各任務上的平均成績見表2。

原理是：Fs＝1／2mv2

1.5 腦脊液采集 行為學實驗結束后處死大鼠，沿硬腦膜易被刺破區域的上緣正中刺入延髓池[10]，抽取腦脊液，于 －80 ℃ 冰箱保存待用。

當F為定值時，s對球的作用距離越長，那么球體獲得的動能就越大，球就能以更高的速度運行更遠的距離。

（4）按照國家標準《鮮柑橘》，在石門縣采集的252件柑橘樣品大部分屬于優等果，優等果比率達91%。重金屬超標率較低，僅少量樣品汞、砷超標。

所以，踢球腿隨球前擺送髖，使整個身體繼續前移，既能加大踢球力量，控制出球方向，又能緩沖因踢球腿急速前擺而產生的向前沖的慣性，有利于維持身體平衡。

而根據挫折理論，面對經營失敗，尤其是一而再的經營失敗，教師要引導學生以積極的態度對待挫折，將消極性行為轉化為積極性、建設性行為。

福建竹編的主要技法是“雀目法”，“雀目法”的“雀目”是指六角形透空雀目格，這是由4條篾連貫且交叉地編織而成的。因此，編織而成的竹編工藝品具有透空疏朗的效果。竹編可以通過漂白、染色、上漆獲得不同的顏色。漂白后的竹編顏色比較自然樸素，很好地保持了竹子本來的顏色。而染色竹編的顏色主要以老棕色為主，色調比較沉重，工序卻并不簡單，要經過多次的染色后再進行磨光才能完成。此外，還有一種上漆竹編，是在竹編表面上漆，使竹編工藝品不僅具有竹編的外形，還具有漆器的質感，因此顯得非常別致。上漆竹編的品種主要有瓶、盤、罐、籃、盒、燈罩、屏風、掛簾、枕席等[11]。

隨前動作有利于維持身體平衡是符合動量矩原理的。當踢球腿觸球以后，踢球腿依然具有一定的向前擺動的角動量，如果觸球后踢球腿立即制動，不隨球前擺，身體會后到，不利于維持身體的平衡。

原理是：M＝（I2W2－I1W1）／△t

由于△t大幅度減小，必然導致地面對人體產生一個反方向的轉動力矩，使人體向后傾倒。

旅游小鎮建設開發要適度，生態環境保護是第一要務，在保障生態環境的前提下漸進發展，如何平衡開發與保護，和諧發展，是武陵山鄉旅游小鎮建設的重要挑戰。

5 結論與建議

5.1 結論

在足球教學和訓練中，很多教練員往往只強調運動員的擊球腳型和擊球點的訓練，而忽視了對踢球腿正確擺動的訓練。這其中的原因是多種多樣的。最主要的原因是教練員是知道踢球腿正確擺動的重要性的，但因為自己學識水平和理論水平不夠高，往往只能憑自己的踢球經驗進行教學和訓練，講不清也道不明踢球腿正確擺動的原理，所以有意無意的忽略了對運動員踢球腿正確擺動的訓練。而這直接導致了很多運動員踢球的力量不足、速度不快、落點不準，由此產生了：己方錯失很多進攻和得分的配合機會，敵方獲得很多反擊的機會；己方射門乏力，射門角度不佳；己方戰術不能正常執行，再好的戰術都成了紙上談兵。

文章對踢球腿擺動的全過程做了全面的運動生物力學分析，給踢球腿的擺動提供了一個優化模式，為足球教學和訓練提供了理論依據。

5.2 建議

在足球教學和訓練中，教練員除了要強調運動員的擊球腳型和擊球點的訓練外，還要大力抓好對運動員踢球腿正確擺動的理論學習和實際訓練。

做踢球腿擺動的徒手練習，特別要注意小腿在擺動的前半部分要處于較為屈曲的狀態；小力量踢定位球，體會擺腿動作；大力量踢定位球，進一步體會擺腿動作；踢各種性質的來球；結合實戰的長傳球和射門練習，鞏固已形成的動力定型。

[1]宋智,陳運來，畢巖智.足球比賽中隱蔽性傳球的探討[J].體育科技文獻通報,2010,18(1).

[2]鄭援朝.足球業余訓練傳球技術教學法初探[J].安徽體育科技,2011,32(3).

[3]陳希磊.足球比賽一次進攻行動中傳球數量和質量對進攻效果的影響[D].南京:南京體育學院運動系,2008.

[4]龍志偉,李毅鈞,馬明兵.提高廣東省優秀青年足球運動員腿部力量對射門質量影響的研究[J].廣州體育學院學報,2011,31（3）.