彭李明

（武漢體育學(xué)院體育工程與信息技術(shù)系，湖北武漢430079）

淺析運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在武術(shù)項(xiàng)目中的應(yīng)用

彭李明

（武漢體育學(xué)院體育工程與信息技術(shù)系，湖北武漢430079）

文章通過(guò)查閱2000～2009年期間被維普期刊和中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)所收錄的全部有關(guān)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)應(yīng)用在武術(shù)項(xiàng)目分析的文章，從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的技術(shù)手段在武術(shù)項(xiàng)目中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，了解其在武術(shù)中應(yīng)用的基本情況，以啟發(fā)更多的研究。

武術(shù)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析

武術(shù)項(xiàng)目，作為中國(guó)的國(guó)粹，受到國(guó)人的熱情關(guān)注。隨著競(jìng)技體育的飛速發(fā)展，高水平武術(shù)運(yùn)動(dòng)員之間的身體素質(zhì)、基本技術(shù)及演練水平的差距日趨縮短，因而，武術(shù)技術(shù)的提高和創(chuàng)新顯得成尤為重要，迫切需要先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。而運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在武術(shù)中的應(yīng)用正逐漸豐富起來(lái)，得到了很多科研人員和武術(shù)教練員的青睞，本文通過(guò)查閱維普期刊和中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)2000年至2009年全部關(guān)于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在武術(shù)項(xiàng)目中的應(yīng)用的文章，從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的技術(shù)手段在武術(shù)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，了解其在武術(shù)中應(yīng)用的基本情況。

1 研究方法

查閱了2000～2009年期間被維普期刊和中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)所收錄的全部有關(guān)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)應(yīng)用在武術(shù)項(xiàng)目分析的文章。

2 研究結(jié)果

本文共查詢到了17篇關(guān)于有關(guān)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)應(yīng)用在武術(shù)動(dòng)作分析的文章，通過(guò)對(duì)這些文章進(jìn)行整理分類，其中有太極拳項(xiàng)目3篇，散打項(xiàng)目4篇，武術(shù)套路項(xiàng)目10篇。運(yùn)用的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)技術(shù)大概可以分為運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)理論對(duì)武術(shù)動(dòng)作技術(shù)的定性分析；運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)儀器設(shè)備對(duì)武術(shù)技術(shù)動(dòng)作的定量分析；應(yīng)用相關(guān)統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理；應(yīng)用圖像解析軟件對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行定量分析。

2.1 運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)理論對(duì)武術(shù)動(dòng)作技術(shù)的定性分析

朱君、鄭雪榮的《鞭腿的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析》通過(guò)力學(xué)原理，根據(jù)牛頓第二定律a=F/m和動(dòng)量定理和動(dòng)量守衡定律I=Ft，F(xiàn)t=mv。得出鞭打動(dòng)作可使運(yùn)動(dòng)鏈末端環(huán)節(jié)產(chǎn)生極大的運(yùn)動(dòng)速度和打擊力量。此動(dòng)作由腰腹發(fā)力，然后制動(dòng)，在制動(dòng)過(guò)程中，角動(dòng)量向大腿傳遞，大腿再制動(dòng)并傳遞到小腿。這樣就像鞭打一樣使小腿獲得較大的速度與力量。因此，做此動(dòng)作要求上體與大腿依次做合理的加速與制動(dòng)，使小腿與腳組成的末端獲得較大的打擊力量。王杰、王海鷗的《擒拿技法機(jī)制分析》一文運(yùn)用解剖學(xué)、生理學(xué)以及運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的有關(guān)理論，對(duì)武術(shù)擒拿基本技法加以剖析，旨在探索其內(nèi)在機(jī)理，為武術(shù)教學(xué)和訓(xùn)練提供理論依據(jù)。馬南京、張兵的《拳擊和武術(shù)打擊動(dòng)作的生物力學(xué)比較》一文根據(jù)動(dòng)量定理，打擊力F=△P／At，得知，拳擊和武術(shù)打擊動(dòng)作因目的和條件不同而存在較大差異，在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)上又表現(xiàn)為打擊力、打擊速度、打擊質(zhì)量的不同。筆者對(duì)兩者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)上的比較，揭示打擊的本質(zhì)過(guò)程，以利于運(yùn)動(dòng)員對(duì)打擊動(dòng)作結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，從而提高訓(xùn)練水平。邱郁、路峰的《散打中的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理》一文運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)，對(duì)散打動(dòng)作中的爆發(fā)力的力學(xué)原理，重心原理的應(yīng)用，牛頓第三定律的應(yīng)用，斜面、旋轉(zhuǎn)力學(xué)原理的運(yùn)用進(jìn)行技術(shù)分析，為散打訓(xùn)練和實(shí)踐提供理論依據(jù)。胡哲純、王思樂的《騰空旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720度接馬步穩(wěn)定性的技術(shù)分析》一文研究認(rèn)為：競(jìng)技武術(shù)套路日漸成熟和發(fā)展，在現(xiàn)代競(jìng)技體育大背景下和現(xiàn)代武術(shù)套路新規(guī)則的指導(dǎo)下，追求高、難、美、新的競(jìng)技武術(shù)套路發(fā)展方向是難美類項(xiàng)群項(xiàng)目的必然。隨之，武術(shù)套路中出現(xiàn)了大量的難度加分動(dòng)作，正是這些難度加分動(dòng)作的出現(xiàn)，使武術(shù)套路比賽更加具有競(jìng)技性、可比性、觀賞性。文章通過(guò)對(duì)旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720度接馬步的各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)的分析研究，找出影響其穩(wěn)定性的主要因素，揭示旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體720度接馬步的技術(shù)原理，提出易犯錯(cuò)誤和糾正措施，為科學(xué)的訓(xùn)練提供理論支持，預(yù)測(cè)武術(shù)套路難度動(dòng)作的發(fā)展趨勢(shì)。李俊卿的《武術(shù)“勁”的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)探析》一文運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理，分析了武術(shù)運(yùn)動(dòng)中力的分類、力與勁的區(qū)別和勁的力學(xué)本質(zhì)，探討了在武術(shù)運(yùn)動(dòng)中，如何把人體內(nèi)蘊(yùn)之力，也即勁，合理有效地化為外力發(fā)放出來(lái)，并驗(yàn)證了古代拳論的科學(xué)性,為武術(shù)訓(xùn)練提供了現(xiàn)代力學(xué)的理論依據(jù)。邱建華、陳軍、商艷、張啟華、汝安的《旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體540度動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)與解剖學(xué)分析》一文運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)和運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)理論，對(duì)旋風(fēng)腳轉(zhuǎn)體技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行分析，為教學(xué)和訓(xùn)練掌握合理的運(yùn)動(dòng)技術(shù)提供理論依據(jù)。周勇的《運(yùn)用生物力學(xué)原理對(duì)太極拳運(yùn)動(dòng)進(jìn)行再認(rèn)識(shí)》一文通過(guò)實(shí)踐及資料分析，對(duì)太極拳運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及其作用進(jìn)行了總結(jié)和分析，指出太極拳運(yùn)動(dòng)存在的一些問(wèn)題，對(duì)有代表性的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和動(dòng)作進(jìn)行了生物力學(xué)分析，從而對(duì)太極拳運(yùn)動(dòng)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

2.2 運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)儀器設(shè)備對(duì)武術(shù)技術(shù)動(dòng)作的定量分析

孟俊慶、張維憲的《散打典型擊法——寸腿動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究》一文以散打運(yùn)動(dòng)員為對(duì)象，對(duì)散打典型擊法——寸腿動(dòng)作進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析。周繼群、徐彩桐的《武術(shù)套路中“旋風(fēng)腳”動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析與訓(xùn)練》一文以運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)方法，對(duì)高水平武術(shù)運(yùn)動(dòng)隊(duì)學(xué)生及普體課選項(xiàng)武術(shù)學(xué)生練習(xí)武術(shù)套路中“旋風(fēng)腳”動(dòng)作進(jìn)行分析，從而找出運(yùn)動(dòng)技術(shù)結(jié)構(gòu)的規(guī)律，探索如何使運(yùn)動(dòng)技術(shù)動(dòng)作達(dá)到最優(yōu)化的原理及教學(xué)訓(xùn)練手段。

2.3 應(yīng)用圖像解析軟件對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行定量分析

劉健、魏鑫的《競(jìng)技武術(shù)套路C級(jí)高難度動(dòng)作323C+4的生物力學(xué)分析》一文采用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的三維攝像解析法，對(duì)運(yùn)動(dòng)員323C+4動(dòng)作進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析?，F(xiàn)場(chǎng)采用兩臺(tái)日本產(chǎn)JVC9800型號(hào)的攝像機(jī)拍攝運(yùn)動(dòng)員完成323C+4動(dòng)作的全過(guò)程，拍攝速度為50 fps，兩機(jī)高度為1.5m，兩機(jī)主光軸互成700夾角對(duì)準(zhǔn)動(dòng)作平面中段，錄制三維坐標(biāo)框架后，再進(jìn)行定點(diǎn)同步拍攝。使用美國(guó)Ariel錄像解析系統(tǒng)進(jìn)行解析，根據(jù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的相關(guān)原理對(duì)運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。劉小平、衛(wèi)志強(qiáng)的《太極拳騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體1800的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)對(duì)比分析研究》一文選取體育學(xué)院武術(shù)隊(duì)運(yùn)動(dòng)員，運(yùn)用上海體育科學(xué)研究所生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)的Motion Analysi8運(yùn)動(dòng)分析解析系統(tǒng)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)同步測(cè)量，找出其運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)規(guī)律，以期對(duì)訓(xùn)練有所指導(dǎo)作用。文章使用Motion Analysis運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)解析法，利用上海體科所生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室美國(guó)生產(chǎn)的Motion Analy-sis運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)的4臺(tái)紅外線攝像機(jī)對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行攝像采樣，再經(jīng)三維坐標(biāo)分析計(jì)算，完整記錄動(dòng)作過(guò)程中人體各關(guān)節(jié)點(diǎn)位置三維空間坐標(biāo)的原始數(shù)據(jù)，再解析出角位移、角速度、角加速度、位移、線速度、加速度等。三維測(cè)力臺(tái)測(cè)試法，利用上海體科所美國(guó)生產(chǎn)的型號(hào)為Analog R／C ASC I三維測(cè)力臺(tái)測(cè)取運(yùn)動(dòng)員起跳和著地時(shí)動(dòng)力學(xué)參數(shù)：Fx、Fy、Fz、Mx、實(shí)驗(yàn)測(cè)試過(guò)程：在上海體育科學(xué)研究所生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用美國(guó)Motion Analysis公司生產(chǎn)的Motion Analysis運(yùn)動(dòng)解析系統(tǒng)對(duì)這6名運(yùn)動(dòng)員的騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180度動(dòng)作進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)同步測(cè)試。在1名運(yùn)動(dòng)員的20個(gè)測(cè)試點(diǎn)貼上Markers，運(yùn)動(dòng)員提膝獨(dú)立站在測(cè)力臺(tái)上完成騰空飛腳向內(nèi)轉(zhuǎn)體180度，四臺(tái)紅外攝像機(jī)同步進(jìn)行攝像每動(dòng)作取樣時(shí)間為7秒，紅外攝像機(jī)取樣頻率是120幅／秒，測(cè)力臺(tái)取樣頻率是1000／秒。其余運(yùn)動(dòng)員如是依次進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)為從左肩到右足尖的20個(gè)標(biāo)定點(diǎn)。樊藝杰的《武術(shù)套路中323 C+4技術(shù)動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析》一文運(yùn)用三維錄像機(jī)DLT法和運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的原理與方法，對(duì)河南省武術(shù)套路女子代表隊(duì)的三名武英級(jí)運(yùn)動(dòng)員所做的323C+4動(dòng)作進(jìn)行解析，以此作為一種量化的技術(shù)判斷措施，為促進(jìn)武術(shù)套路高難度技術(shù)動(dòng)作的整體發(fā)揮，進(jìn)一步提高武術(shù)套路競(jìng)技的整體水平，提供了有力的科學(xué)依據(jù)，為運(yùn)動(dòng)員進(jìn)一步提高競(jìng)賽成績(jī)和教練員們指導(dǎo)科學(xué)的訓(xùn)練提供重要的參考依據(jù)。樊藝杰、馬文海的《武術(shù)旋子轉(zhuǎn)體7200接跌叉技術(shù)動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析》一文運(yùn)用三維錄像機(jī)DLT法和運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的原理與方法，對(duì)4名武英級(jí)運(yùn)動(dòng)員旋子轉(zhuǎn)體720。接跌叉動(dòng)作進(jìn)行解析，為武術(shù)動(dòng)作的技術(shù)創(chuàng)新和難度創(chuàng)新提供理論依據(jù)和技術(shù)參數(shù)。韓雅婷、朱洪的《楊式太極拳競(jìng)賽套路的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)特征分析》一文借助先進(jìn)的測(cè)試儀器和運(yùn)動(dòng)解析系統(tǒng)，以運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)和相關(guān)運(yùn)動(dòng)生理學(xué)指標(biāo)測(cè)試的方法，獲取整體套路動(dòng)作的時(shí)間、位移、速率、肌電、心率及能耗等指標(biāo)，以此初步探析優(yōu)秀太極拳選手演練楊式太極拳競(jìng)賽套路的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)特征和生理學(xué)特征。王進(jìn)的《武術(shù)套路中旋風(fēng)腳動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析》一文對(duì)武術(shù)套路訓(xùn)練專業(yè)隊(duì)員所做旋風(fēng)腳動(dòng)作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，利用生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)及統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行分析。

3 結(jié)論與建議

（1）通過(guò)對(duì)上述文章進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)采用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)基本理論進(jìn)行定性分析，共有文章8篇，占總數(shù)的47%，而使用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)測(cè)試儀器和手段引入到武術(shù)運(yùn)動(dòng)技術(shù)研究的文章9篇，占總數(shù)的53%，可見，運(yùn)用現(xiàn)代化的手段對(duì)武術(shù)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)行分析的比重較大，這會(huì)對(duì)武術(shù)運(yùn)動(dòng)技術(shù)水平的提高將起到重要作用。

（2）在運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)測(cè)試手段和儀器設(shè)備的方面，再進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)分，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用圖像解析軟件對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行定量分析的文章有7篇，占總數(shù)的41%，而運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)儀器設(shè)備對(duì)武術(shù)技術(shù)動(dòng)作的定量分析的文章中有2篇，占總數(shù)的12%，可見使用圖像解析軟件和相關(guān)系統(tǒng)對(duì)武術(shù)項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析占主流，這也是因?yàn)閳D像解析軟件和相關(guān)分析軟件的不斷改進(jìn)和提高，便于應(yīng)用到各類運(yùn)動(dòng)技術(shù)的研究和分析中，從而促進(jìn)了各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)技術(shù)水平和運(yùn)動(dòng)成績(jī)的提高。

（3）通過(guò)對(duì)這17篇文章進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)，雖然運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)技術(shù)手段在武術(shù)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中的應(yīng)用較為廣泛，但應(yīng)用和分析手段較為單一，沒有形成系統(tǒng)研究，而為了解決武術(shù)運(yùn)動(dòng)中的某一技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)而單獨(dú)開發(fā)的分析系統(tǒng)更是鳳毛麟角，因此，還希望廣大武術(shù)工作者從掌握運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)這一學(xué)科中更上一層樓，多開發(fā)系統(tǒng)解決方案，促進(jìn)武術(shù)運(yùn)動(dòng)技術(shù)水平的改進(jìn)和提高，增強(qiáng)武術(shù)的觀賞性、競(jìng)技性。

[1]曾世華．運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在武術(shù)運(yùn)動(dòng)中的研究現(xiàn)狀[J]．西安體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2002（7）：55-56．

[2]楊慧馨，楊雷．運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在武術(shù)動(dòng)作技術(shù)分析中的應(yīng)用現(xiàn)狀研究[J]．哈爾濱體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（5）：144-147．

[3]趙煥彬，王海濤．中國(guó)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究現(xiàn)狀[J]．山東體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（10）：62-63．

[4]王向東等．運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)方法學(xué)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]．中國(guó)體育科技，2003（2）：15-16．

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[6]郭艷玲．中國(guó)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J]．體育科學(xué)研究，2008（4）：42-44．

On the Application of Sports Biomechanics to

Wushu Peng Liming
（Department of Sports Engineering and Information Technology,Wuhan Institute of Physical Education, Wuhan Hubei 430079）

Through consulting all papers relevant to application of sports biomechanics to Wushu in CNKI and VIP Information databases from 2000 to 2009,the application of sports biomechanics to Wushu is analyzed and acknowledged in the study so as to enlighten more researchers.

Wushusports biomechanicsanalysis

G85

A

1004—5643（2010）02—0043—02

彭李明（1974～），男，武漢理工大學(xué)在讀博士研究生，講師。研究方向：體育工程與計(jì)算機(jī)應(yīng)用。