足球正碰過程的生物力學實驗研究.pdf

1、研究目的:運用生物力學的研究方法,借助于Kistler測力臺和JVC高速攝像機,研究了足球碰撞過程的力學特性和運動學特征,揭示了足球碰臺過程的運動規(guī)律和特征,為足球訓練、比賽和教學提供可靠的運動學指標和參數(shù),為足球的研發(fā)和改進提供一些理論依據(jù),進而推動足球運動的發(fā)展.研究方法:文獻資料法、Kistler測力臺測試法、高速攝像機現(xiàn)場拍攝法、錄像解析法、數(shù)理統(tǒng)計法.結論:1.實驗方法的研究:(1).測力臺采樣時間設置為5s,更有利于數(shù)據(jù)的測

2、試.(2).測力臺的采樣頻率設置為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)射機拋射的方法.2.足球碰撞動作的運動學特征:(1).低速碰臺過程的時間為0.00832s,高速時的碰臺時間為0.00775s;高速碰臺時間比低速時減少了0.00057s,兩者存在顯著性差異.(2).足球碰撞到達最大力量所需要的時間,低速時

3、平均為0.00421±0.000639s,高速時平均為0.00317±O.000551s.高速時到達最大力量所需時間更短,兩者之間存在顯著性差異.(3).足球的彈性恢復系數(shù)取決于球本身的彈性,足球低速碰臺的彈性恢復系數(shù)為0.838,高速碰臺的彈性恢復系數(shù)為0.736,高速時比低速時減少了0.102,兩者存在顯著性差異.得出當足球速度增大后,其彈性恢復系數(shù)變小.(4).低速時反彈速度與入射速度之間差距小,高速時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性,而高速時兩者的相關性很小.(5).低速和高速碰撞兩種情況下的動能損耗率有差別,低速時的損耗率平均是29.8﹪,高速時平均為45.8﹪,隨速度增大,動能損耗率變大.3.足球碰撞動作的力學特性:(1).足球低速碰臺和高速碰臺兩種情況,兩者的力量曲線都為單峰曲線,都屬于沖擊式力量,都是在極短的時間內速度迅速達到最大值,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性分別為0.9372和0.8