由高性能复合材料制成的撑杆，已经成为决定撑杆跳高胜负的关键．这主要是因为这种高性能复合材料比传统撑杆材料具有更好的弹性（填一种物理性质）；在撑杆跳高运动员越过横杆之后下落的过程中，他的重力势能转化为动能．【考点】；．【专题】应用题；压轴题．【分析】物质的物理性质有很多种，关键看哪一个更符合题意．本题中高性能复合材料的撑杆在运动中起到的最关键的作用就是帮助运动员实现了从动能向杆的弹性势能再向重力势能的转化，从而将运动员送到更高的位置，结合第二句来分析，我们更应该从能量转化的角度综合考虑这一材料的物理性质．【解答】解：从能量转化的角度，撑杆的弹性是在运动中发挥作用最突出的性质，是它帮助实现了能量的转化；而运动员越过横杆下落的过程中，先因被举高而具有了较大的重力势能，所以在下落时才会转化为动能．故答案为：弹性、重力势能．【点评】熟练掌握动能、重力势能及弹性势能之间的转化是解决此问题的基础，但认真审题理解题目真正考查的知识点才能准确找到符合题意的答案．声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布。答题：　难度：0.49真题：2组卷：2
解析质量好中差十运会男子撑竿跳高运动员起跳至过杆运动学分析--优秀毕业论文分析,撑竿..
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
十运会男子撑竿跳高运动员起跳至过杆运动学分析--优秀毕业论文
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer-4.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口事件追踪，请看透博网（）!
当前位置： >
撑竿跳高唱克服地球引力的凯歌
透博 阅读：
　　日，意大利塞斯特里尔田径场，号称“跳高沙皇”的乌克兰运动员布勃卡“揭竿而起”，把自己的身体撑向蓝天，一举越过了6.14米横杆。这是人类克服引力的，也是人类体育运动目前所达到的高度上限。在布勃卡时代，天下好手参加撑杆跳高比赛常常只有亚军可争了。
　　撑杆跳高究竟起源于何时已经很难考证。在远古的年代里，人们撑着一根木杆或长矛跨过溪流，越过短墙，腾上马背……此后渐渐发展为一项体育运动。1789年，德国人普茨跳过了1.83米，这大约是历史上第一个有案可考的撑杆跳高纪录。
　　1896年的第一届奥运会上，撑杆跳高就成为最引人入胜的正式比赛，不过属于体操项目。当时使用的撑杆大多由山胡桃木制成。美国运动员威廉.霍亚特靠着这种沉重、坚硬、粗笨的实心木杆，创造了3.3米的世界纪录。
　　幼年时代奥运会的滑稽故事在撑杆跳高项目中也不乏其例。1904年在美国圣路易举办的第3届奥运会上，日本选手左间代.富士从容不迫把撑杆插到地上，然后以极其麻利的动作来了个“顺竿爬”，直到高过横杆时才轻松跳下。他的这种“杂技表演”不仅令观众目瞪口呆，也叫裁判不知所措。此后才制定了起跳后握杆双手不能交替移动的“游戏规则”。
　　用竹竿取代木杆，是撑杆跳高历史上的重大进步。竹竿更富有弹性，天然的中空结构使撑杆的重量减轻有利于快速助跑。1908年伦敦奥运会上，美国耶鲁大学学生吉尔伯特第一次使用竹杆跳过3.71米获得冠军。他随后从巴黎购买了大量竹竿行销到美国各地。盛产上乘竹子的日本曾领尽风骚，洛杉矶奥运会上，日本选手西田修平仅以1厘米之差直逼霸主美国队，柏林奥运会两位日本运动员把奖牌切开再焊接成两块银、铜各半奖牌，这类奇迹和轶事都发生在日本撑杆跳高的“辉煌时代”。而历经5年时间阴干和炮制的日本撑杆工艺也首屈一指，各国好手几乎都把来自“竹乡”上野、四国的日本撑杆视为珍稀的上选。“竹竿时代”的世界纪录上升到了4.77米。
(责任编辑：tob001)
评论列表（网友评论仅供网友表达个人看法，并不表明本站同意其观点或证实其描述）论文发表、论文指导
周一至周五
9：00&22：00
玻璃钢撑竿的特性与撑竿跳高技术的变革
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘要：玻璃钢撑竿的使用，促使运动成绩得到了大幅度的提高，所以，认识撑竿跳高项目特征的恰当切入点是了解和把握玻璃钢撑竿的物理特性。着重探讨了玻璃钢撑竿的物理特性与现代撑竿跳高技术变革之间的关系，这一研究的目的是为了促进对撑竿跳高“人一竿系统”的深入理解，从而高效使用玻璃钢撑竿，以推动我国撑竿跳高运动水平的进一步提高。 中国论文网 /6/view-2937956.htm　　关键词：撑竿跳高；玻璃钢撑竿；特性；技术 　　中图分类号：(3823．2 文献标识码：A 文章编号：06)09―1275―03 　　1961年国际田联正式承认玻璃钢撑竿，美国人戴维斯当年就用这种器械创造了4．83 m的世界纪录，从此，撑竿跳高运动进入了一个新的时代，截止于1994年乌克兰著名运动员布勃卡成功地越过6．14 m，在玻璃钢撑竿时期男子室外世界纪录共改写了51次，较之金属竿时期，其成绩提高了1．32 m。 　　场地设备器材的创新可以加快运动技术创新的过程，这在很多项目上都得到了印证，撑竿跳高则是其中的典型范例。玻璃钢撑竿以其优越的物理性能，为人体机能能力的发挥和运动技术水平的提高提供了巨大的空间，可以说，正是因为这种先进器械的使用，以及在使用过程中人们对其性能的逐渐认识和把握。才有了撑竿跳高运动如此灿烂的今天。但是长期以来，我国对撑竿跳高技术的认识和实践却往往将“人”“竿”割裂，即脱离撑竿去单独追求人体的动作效果。从撑竿跳高历史发展(木杆时期，竹竿时期，金属竿时期，玻璃钢撑竿时期)的视角出发，既然撑竿跳高技术的演变和水平的提高很大程度上依赖于撑竿的变化。那么不了解玻璃钢撑竿的基本知识和特性，以及这种特性与人体运动之间的关系，就必然会影响到对玻璃钢撑竿的高效使用，同时也将制约对现代撑竿跳高技术的正确理解。 　　为此，本文从玻璃钢撑竿主要物理特性的角度出发，在分析现代撑竿跳高技术的某些变革的同时，有重点地探讨了“人”“竿”之间的相互联系和影响，目的是为了充分消化和吸收先进的运动技术，促进对撑竿跳高项目特有规律的认识和把握，以推动我国撑竿跳高运动水平的进一步提升。 　　 　　1　研究方法 　　 　　主要采用文献研究法和调查访问法。在对有关结果进行运动生物力学、材料力学和专项训练理论分析的同时，进行相应的判断和论证。 　　 　　2　玻璃钢撑竿的特性概述 　　 　　这种器械属于玻璃钢(glass fiber reinforced plastics)制品，因此．标准而科学的中文名称应为：玻璃钢撑竿(中华人民共和国部颁标准的正式名称就是“玻璃钢撑竿”)。长期以来所普遍使用的“尼龙撑竿”一词，可能与引进的时代常把化纤物品统称为“尼龙(nylon)”有关，这种撑竿的原材料区别于尼龙，因此这一称谓是不科学的。而“玻璃纤维撑竿”则仅仅是对英文“fiber－glass pole”的直译，也不够确切。 　　与以往的撑竿相比，玻璃钢撑竿具有一些显著的优越性，概述如下： 　　2．1质轻玻璃钢撑竿原材料较轻，又采用变截面设计，所以要比同等长度的金属竿轻出许多，从而方便了运动员的持竿助跑，有利于速度的发挥。 　　2．2高强按照要求正常使用，一般不易折断(如原来国产撑竿的疲劳试验就达到过10 000次左右)，较之竹竿，其安全程度提高了许多。 　　2．3弯曲大玻璃钢撑竿在跳跃时可以产生并承受较大的弯曲，这是其最为优越的物理特性。有关材料表明，世界一流男子运动员的最大弯竿量已超过了1．50 m。 　　玻璃钢撑竿的“大幅度弯曲”对于撑竿跳高运动而言具有两个方面的意义，首先：可以有效地缩短“人一竿”的转动半径，同等条件下这无疑有益于竖竿。统计分析得知，跳跃时撑竿的最大弯曲量与握竿高度呈高度的正相关(r=0．77，p<O．01)，所以使用玻璃钢撑竿后，运动员的握竿点得到了大量的提高(表1)。其次：大幅度弯曲所产生的强大的弹性力量在反弹时也足以把人体推向更高的上方，如果从能量的角度解释这一现象，可以归纳为：玻璃钢撑竿的大幅度弯曲储存了更多的弹性势能，这样在撑竿反弹过程中就提供给人体以较大的重力势能和动能。另外，撑竿弯曲大必然反弹过程长(反弹约占“起跳一过杆”总时间的30％～35％，这是与金属竿的最大区别之一)，这就使得人体的后倒伸展具有足够的工作距离，从而使腾起高度得到了提高(表1)，统计结果也表明了这种关系(最大弯竿量与腾起高度的相关系数：r=0．704，p<0．05)。 　　 　　3　现代撑竿跳高技术的主要变革 　　 　　握竿高度和腾起高度是撑竿跳高运动成绩的解构性参最。既然玻璃钢撑竿“大幅度弯曲”的物理特性促进了握竿高度和腾起高度的增加，那么，如何在使用(跳跃)过程中加大撑竿的弯曲，即人体的动作更有利于弯竿，同时，身体的运动又能很好地利用撑竿的反弹效能，从而越过更高的横杆，就成为现代撑竿跳高技术发展与完善的基本依据。实际上，近年来撑竿跳高技术中的一些变革也是围绕这一方向而展开的。 　　3．1“鞭打式摆体”和“自由起跳”既然“大幅度弯曲”可以有效地提高握竿高度和腾起高度，那么，在撑竿跳高过程中就要首先设法加大玻璃钢撑竿的弯曲量。有关研究表明，撑竿跳高起跳阶段撑竿的弯曲量占总弯竿量的14．5％，悬垂阶段占总弯竿量的15．4％，摆体阶段撑竿的弯曲量增加最多。占总弯竿量的70．1％，由此可见，合理的弯曲应主要体现在摆体阶段，而人体以上握点为轴摆动时所产生的离心力则是撑竿弯曲的主要动力来源。由公式(F=mrw2)可知，加大转动半径和角速度是增加离心力的重要因素，但转动半径与角速度之间通常存在着相互制约的关系，如何转化这一矛盾，即在不过多缩短转动半径的情况下设法增加角速度，就成为现代摆体技术动作设计的理论基础。在使用玻璃钢撑竿的早期，运动员普遍采用“后倒团身”式的摆体技术，即起跳后很快就开始屈髋收腿，靠缩短身体半径来增加摆动速度，这种技术仅考虑了身体的上升速度，而忽视了对于撑竿的作用力，因为身体半径的过早缩短必然会减弱对撑竿的离心作用，从而使撑竿的弯曲量受到影响，这种技术尤其不利于运动员在高握点的情况下使用大硬度的撑竿。现代摆体技术则要求运动员在长摆阶段充分体现出“鞭打”用力的特征，即在起跳后的悬垂过程中身体拉长并躯干具有较大的运动速度，悬垂结束时下手推离撑竿，随之压肩，使躯干的速度向下肢传递，同时起跳腿以较直的状态做振浪式的“兜扫”，布勃卡、伊欣巴耶娃都是这种技术的出色表现者。鞭打式摆体利用动量传递的力学原理，即在不降低运动速度的情况下进行大幅度的摆体，这样不仅增加了弯竿的力量，同时也使身体容易达到适宜的弹射前状态。 　　鞭打式摆体的力学原理是：一个链状物．质量大的一端先做加速运动，在制动过程中其动量就会向游离端传递。从而使末端部分产生极大的运动速度。由此可见，悬垂时躯干(质量
大的一端)的运动速度是鞭打的动量基础，悬垂速度又直接取决于运动员的起跳速度，而起跳速度不仅与助跑速度关系密切，同时也与人体在起跳过程中对于助跑速度的利用状况息息相关。由于这一逻辑关系的逐渐明确，近年来在撑竿跳高起跳技术中产生了“自由起跳(free take off)”的动作概念。插竿起跳过程中穴斗抵住撑竿时的制动，对于人体向前运动的自由度而言是一种约束，这种限制的结果使助跑所获得的水平速度遭到一定的损失，如损失过大，则会严重影响后续的鞭打效果。所谓“自由起跳”，就是要设法减小插竿起跳时撑竿对于人体的限制，要求踏跳点严格控制在静态插穴(即直竿状态)时上握点的垂线下方，充分向上举竿，只有当起跳腿蹬伸时竿头才能触及穴斗底端(撑竿这时才弯曲)，运动员的主观感觉就好像是跳上撑竿一样，在起跳过程中撑竿不呈现大的弯曲。这种技术可以简要地理解为起跳时机的相对提前，即撑竿未获得最终支撑时人体的踏跳触地已经开始，这样在起跳初期的一个瞬间就摆脱了撑竿的约束(自由起跳)，从而减少身体速度的损失，在动量方面为悬垂摆体奠定一个良好的基础，使“鞭打式摆体”得以充分实现。 　　撑竿的弯曲有利于握竿高度和腾起高度的增加，而玻璃钢撑竿又可以承受较大的弯曲，所以现代撑竿跳高技术强调人体动作对于撑竿的弯曲作用，“鞭打式摆体”就是顺应这一要求而产生的，“鞭打式摆体”的前提是人体要有快速的运动速度，除了继续加快助跑速度(基本动能储备)外，就是要设法减少起跳过程中人体运动速度的损失，而“自由起跳”则是减少速度损失的有效方式。“鞭打式摆体”和“自由起跳”技术均出自于撑竿跳高强国俄罗斯，其优越性已在国外一流选手身上得到了验证，结合玻璃钢撑竿的特性去认识这些先进的技术，则能促进我们的消化吸收过程，从而节省时间，加快赶超步伐。以发挥我们在技术借鉴和引进方面的“后发优势。 　　3．2伸展阶段“L”向“I”姿势的完整转换 撑竿跳高的腾起高度主要由两个分量所构成，即推离撑竿瞬间身体重心距上握点的高度(H1)和推离撑竿后身体重心的腾飞高度(H2)，其中H1占到整个腾起高度的90％左右。H1主要取决于人体的姿势，良好身体姿势的标志是在推离撑竿瞬间基本形成“单臂倒立”的支撑状态，这种“倒立”的程度与伸展转体阶段身体的“倒体”程度直接相关，其运动过程可以形象地用“L”姿势向“I”姿势的转换来进行描述。 　　撑竿跳高的竿上动作要经过从悬垂到支撑的转换。即人体重心必须从握点之下转移到握点之上。早年使用金属撑竿时，这一向上运动的过程主要是靠双臂的拉引来完成，为了避免在拉引时由于下手臂的支撑用力而影响上体的后倒。金属竿撑竿跳高技术在插竿起跳时采用了下手向上手靠拢的“滑手”动作。使用玻璃钢撑竿则不然，因为下手的支撑是撑竿弯曲的必要条件，尤其是两手之间要有一定宽度的握距，所以不能采用“滑手”动作，这样，如果继续强调拉引，下手的支撑用力以及两手的握距必然会影响身体的充分后倒，从而影响H1的高度。玻璃钢撑竿的反弹力量远远大于手臂的拉引力量，所以现代撑竿跳高技术在伸展转体过程中最明显的变化就是不要求下手做刻意的拉引，取而代之的是下手臂弯曲贴紧撑竿，以保证“倒体”的充分实现，在这一过程中，运动员主要注意控制身体向上的运动方向和身体的伸展程度，即尽量促使身体从“L”向“I”姿势完整地进行转换，以求获得最大的H1高度。换言之，现代撑竿跳高技术伸展转体时身体向上运动的主要动力来源是玻璃钢撑竿的反弹力量，即撑竿的反弹力足以保证在下手臂不刻意拉引的情况下身体仍能持续地向上运动(撑竿的弹性势能转换成了人体的重力势能和动能)，而这也为下手臂运动方式的改变提供了可能性(下手臂从“拉引”变成“贴竿”)。金属竿技术尽管采用“滑手”动作，但强力拉引仍会影响身体的充分后倒，所以“L”向“I”姿势的转换是不完整的。另外玻璃钢撑竿弯曲大必然反弹过程长。这也使得人体的充分后倒伸展具有足够的工作距离。从而保证了“L”向“I”姿势的完整转换。由于玻璃钢撑竿跳高技术是从金属竿技术中蜕变出来的，所以国内许多人在使用玻璃钢撑竿时仍然遗留着大量的“拉引”痕迹，近年来国外对这一问题的认识逐渐清晰，以致在国际田联和美国的田径教科书中，都明确地取消了“拉引”这一传统的技术阶段。 　　综上可见，现代撑竿跳高技术动作的构建十分重视充分利用玻璃钢撑竿“大幅度弯曲”的物理性能，重视“人一竿系统”的相互作用，即人体的动作不仅要有利于弯竿(缩短“人一竿”的转动半径并储存更大的弹性能量)，同时还要善于利用撑竿的反弹以保证身体的充分向上。深入认识弹性器械对于人体运动的影响，把身体的动作与器械的弹性作用巧妙结合，将能取得更好的运动效果，这在跳板跳水、竞技体操(如高低杠)等项目中都可以得到相关的启示。 　　 　　4　撑竿的弯曲与硬度 　　 　　材料学一般用挠度来衡量杆件的弯曲，由于挠度在跳跃过程中不好计算，所以国内外在体育研究中多用撑竿竿弦的缩短量(弯曲时竿弦相对于直竿的缩短量。运动生物力学摄影解析即可得到)来描述撑竿的弯曲，有关材料表明，世界一流男子运动员的最大弯竿量已超过了1．50 m，而中国10名优秀男子运动员的平均弯竿量却只有1．17 m。“大幅度弯曲”是玻璃钢撑竿优越性能的集中体现，所以，继续加大撑竿的弯曲量应该是我们的努力方向之一。 　　在讨论撑竿的弯曲时，不可避免地要碰到另外一个问题，即撑竿的硬度。所使用撑竿的硬度也是反映运动员技术水平和能力的一项指标，因为在弯竿量相同时，撑竿弹性力的大小主要取决于竿子的软硬程度(弹力=材料的倔强系数×弹性形变量)。理想的状态是所用的撑竿既硬又能产生较大的弯曲。诚然，撑竿的“弯曲”和“硬度”是一对矛盾，但辩证地看，二者又都取决于运动员跳弯撑竿的能力，因为增加撑竿“硬度”的适宜前提是不过多减少撑竿的弯曲量(最好能保持原有的弯曲量)，而越硬的竿子则越不易跳弯，这就需要更大的弯竿力量。所以，现代撑竿跳高技术愈加重视人体运动对于弯竿的作用，要求助跑快速、起跳正确、摆体高效，从而保证玻璃钢撑竿优越物理性能的充分发挥。 　　目前，各种品牌的撑竿都是用竿全长处的临界载荷来代表撑竿的硬度，例如：480／66型号的撑竿，意为竿长4．80 m，临界载荷是66 kg，即这一撑竿4．80 m处的临界载荷为66 kg。“临界载荷”是材料力学中的一个基本概念，其含义是当作用在细长杆上的轴向压力值达到或超过一定限度时，受压杆可能突然变弯，即产生失稳现象，使受压杆直线形式的平衡开始由稳定转变为不稳定的轴向压力值称为压竿的临界载荷。由此可知，临界载荷越大，撑竿也就越硬。 　　在运动实践中，运动员的握竿高度不尽相同，所使用撑竿的长度也不一样，况且运动员的握竿点通常要短于撑竿的全长，因此，如果用撑竿型号中的临界载荷(竿全长处的临界载荷)来笼统描述跳跃时撑竿的硬度，必定不准确，故缺乏客观的可比性，甚至会导致盲目地更换撑竿。 　　经过论证和误差分析，本文认为可以利用材料力学中的有关原理来推算运动员上握点处(即握竿高度)的临界载荷： 　　第一步：根据已知条件求撑竿的抗弯刚度 　　 　　5　结论 　　 　　1)玻璃钢撑竿的采用。使运动员的握竿高度和腾起高度得到了大幅度的提高，因此，了解和掌握玻璃钢撑竿的物理特性，有助于深入认识撑竿跳高项目的特有规律。 　　2)“大幅度弯曲”是玻璃钢撑竿最为优越的物理特性。充分利用这一特性，在跳跃时既要合理增加撑竿的弯曲，又要高效利用撑竿的反弹，使“人一竿系统”的功能最大化，是现代撑竿跳高技术发展与完善的基本依据，“鞭打式摆体”、“自由起跳”、“完整的伸展倒体”等技术变革也主要是围绕这一方向而进行的。 　　3)本文所提供的计算方法，可以相对客观地反映出运动员在跳跃时握竿点处的撑竿硬度。 　　注：“本文中所涉及的表格、注解、公式等请以PDF格式阅读原文。”
转载请注明来源。原文地址：
【xzbu】郑重声明：本网站资源、信息来源于网络，完全免费共享，仅供学习和研究使用，版权和著作权归原作者所有，如有不愿意被转载的情况，请通知我们删除已转载的信息。
xzbu发布此信息目的在于传播更多信息，与本网站立场无关。xzbu不保证该信息（包括但不限于文字、数据及图表）准确性、真实性、完整性等。