跳高的力学原理

跳高是田径运动中的一个跳跃项目。跳高的基本任务是运用自身能力，通过助跑、起跳、过杆和落地等动作形式，使人体腾越尽可能高的横杆。跳高的技术特征是：由跑转变为跳；由支撑转变为腾空；由水平位移转变为抛射运动。由于跳高运动是由平动和转动两种运动形式完成的一项复杂的空间运动，并具有周期性运动和非周期性运动的双重特征，所以说跳高技术是田径运动技术中最困难的技术之一。

跳高时，人体的跳跃高度是由三个垂直距离的总合所决定的，这就是跳高理论中的重要公式：

H=H1+H2±H3

H——能够跳过的横杆高度

H1 ——起跳时人体离地瞬间身体重心的高度

H2 ——通过跳跃使人体重心升高的高度

H3 ——人体重心腾起的最高点至横杆之间的距离

从公式中可以看出与跳高成绩直接相关的三个条件。H1，即起跳瞬间人体重心高度，它取决于以下两个因素：其一是运动员的身体形态。身材高，特别是下肢修长的人，重心也高，这是极为有利的条件；其二是运动员起跳时的身体姿势。因为身体姿势的改变会直接影响身体重心的变化，如在起跳时两臂和摆动腿充分向上高摆、提肩、拔腰，整个身体充分向上伸展，起跳腿的膝踝关节充分蹬直，这会显著提高身体重心的位置。

一般来说，跳高时人体重心腾起的最高点是在杆上，因此，这就要求H3值越小越好。当然，过杆时身体重心抛物线的最高点处在横杆之下是最理想的，而且从理论上讲也是成立的，但在运动实践中尚未有先例，那么实现H3的理想条件是什么呢？这主要取决于过杆动作和身体处于杆上的姿势。跳高技术的发展，过杆动作演化的趋向，就是为了更好地利用已获得的腾空高度越过更高的横杆。从跨越式到俯卧式和背越式，过杆时身体重心与横杆距离大大减小，所以说H3是衡量过杆动作优劣的主要标准。

从上可以看出，在决定跳高成绩的三个条件中，H1和H3与运动员的身体形态及采用姿势、身体各部分的协调动作有关，是提高跳高成绩不可忽视的因素。但是，决定跳高成绩的主要条件却是H2——跳跃使身体腾空的最大距离。这是跳高技术中的关键。

跳高是属于垂直跳跃项目，尽管腾起后受水平速度的影响，但重心轨迹仍按抛物线运动，从垂直上抛运动公式：H=V02sin2a/2g 可以看出，决定重心腾起高度的唯一因素是起跳瞬间的垂直速度。

从力学原理我们知道，跳高腾起的高度既依赖于自然弹跳力，又更多地取决于助跑速度在起跳阶段换成腾起初速度的效果。助跑速度越快，转换得越好，获得的腾起高度越大。速度的转换是在运动员起跳技术稳定的条件下，而且在一定的生理学范围内，加快助跑速度，促进水平冲击负荷增大。起跳腿伸肌群肌肉拉长的速度加快，这使伸肌群受到刺激强度与冲动频率相应地增高，从而有利于速度的转换，获得更大的垂直速度。

跳高起跳时身体腾空离地的一瞬间，其身体重心在空中的运动轨迹——抛物线已经确定。此抛物线是由水平方向和垂直方向的合成速度决定的，抛物线的高度取决于起跳蹬伸时的垂直速度，而抛物线的距离则由助跑的水平速度决定的。因此，在跳高运动中起跳的垂直速度越大越好。

由抛物线原理得知，跳高运动员一旦起跳腾空后，身体在空中不管做什么动作都改变不了重心的运动轨迹，在空中任何想提高身体重心的努力都是徒劳的。

既然身体腾空后的重心运动轨迹不能改变，那么跳高的空中动作有何作用呢？背越式跳高起跳后首先是头和双臂过杆，然后是背、腰、臀部依次移过横杆。为了尽可能利用重心的腾起高度过杆，因此身体某一部分在杆上时，其它部分肢体需尽量垂于杆下，头肩部过杆后即下沉，相应地升高腰背躯干，这就是空中的补偿运动。主动降低部分肢体，而升高一部分肢体，总重心在空中的位置不变。

由于运动员过杆的姿势不同、肢体位置的变化，人体重心的位置也是变化的。根据重心模型估算：

用跨越式过杆，重心在横杆上方约40厘米左右； 用俯卧式过杆，重心在横杆上方约10～15厘米左右； 用背越式过杆，重心在横杆下方约0～5厘米左右。

从以上比较看出，在相同弹跳能力的情况下，跨越式的重心相对于横杆最高，跳高成绩也最差；而背越式时的重心相对于横杆最低，跳高成绩也最好。 可以看一些实际的数据: 一个身高180米的运动员，直立时重心距地面的高度为11米，最大弹跳高度为100米，当他竖直向上跳起后，重心高度为210米。当他用不同姿势过杆时，跳高成绩分别为： 跨越式的跳高成绩约为170米； 俯卧式的跳高成绩约为195～200米； 背越式的跳高成绩约为210～215米。 在背越式中，人在越过横杆时，臀部、腹部位置较高，头、四肢位置较低，往往低于横杆，人呈弓形，重心在人体外，在横杆的下方。故而跳高成绩可以好于正常竖直跳起人体重心的高度。

背越式跳高的助跑

一、助跑的技术要素

（一）技术特点

背越式跳高助跑的主要特点是弧线助跑，助跑线一般为“J”其优点是：

1．助跑的预备段是一条直线或曲率很小的线曲，因此全球便于加速和发挥速度。

2．向弧线过渡时比较平缓自然，可以避免停顿或减速。

3．弧线曲率由大变小，使身体逐步加大内频。

4．最后一步与横杆约成20度至30度角，以保证人体在腾空后，有一个适宜的相对于横杆的垂直位移距离。

（二）助跑技术

助跑的任务是获得必要的水平速度，并为提高起跳效果和顺利地越过横杆创造条件。背越式跳高一般采用8至12步助跑，分直线助跑段与弧线助跑段。

1．直线助跑技术：近似于短路途中跑技术，跑进时身体重心高而平稳上体适当前倾，后蹬充分有力，前摆积极抬腿，两臂协调配合大幅度摆动；

2．弧线助跑技术：身体逐步内倾，加大外侧腿臂的摆动幅度，保持头、躯干成一直线向内倾。助跑的整个过程应有明显的加速性和较强的节奏感，尤其是最后几步逐渐加快，到最后一步最快。

二、背越式跳高助跑教学中易出现的问题

（一）助跑弧线的曲率不当：

在学习弧线助跑中，经常会出现助跑弧线不正确的问题，主要会出现以下几种错误：错误1：在助跑中，身体内倾不是逐渐加大，而是一开始进入弧线时，身体内倾最大，跑至最后两步时身体反而直立起来，表现在助跑路线上有跑直线的不合理现象。错误2：在助跑中，身体内倾没有变化，表现在助跑路线上有跑圆弧的不合理现象。

错误3：在助跑中，身体内倾由不变大，表现在助跑上有绕弯的不合理现象。产生上述错误的原因：学生未能掌握好弧线助跑的技术，形成正确的弧线并并依靠本体感觉来控制身体内倾的变化。

检查错误的方法：检查学生的助跑步点及路线是否正确，可以按照弧线助跑的技术要求，对每一步进行检查，通常每一步跑进方向的转折（一般称转折角）应逐渐加大。

主要教学手段：

1、运用各种半径弧线跑练习。

（1）直道和上、下弯道的加速跑。

（2）半径为6－8米的圆圈跑、螺旋跑和“8”字跑；

（3）直线接弧线或直线切入圆圈跑。

2、借助器械练习

教师利用长的绳子连接教师和学生（学生用内侧手抓绳子的一端）。弧线助跑时，教师用力牵拉绳子以加大向心力，迫使学生躯干保持适当内倾，加强肌肉的本体感觉。

3、利用标志物进行弧线助跑练习

教师利用标志线或在地面上画出前进路线，要求学生沿标志或路线反复练习，加强正确弧线助跑感觉。途中的大小块可以用小木块或海绵块，可以放在弧线的一边或两边都放，只放单侧可以避免直线助跑，放两侧可以避免圆弧助跑和绕大弯助跑。

（二）助跑最后一步的方向不正确

在背越式跳高助跑教学中，最后一步出现的问题通常比较严重，主要会产生外八字的跑法，最后起跳时的正确位置应仍然沿弧线方向跑进；而错误技术往往造成错误的起跳位置，致使最后一步的路线偏离了弧线的自然延伸，从而使下肢产生两个不同方向的分离，导致力的分解，县最后一步支撑中助跑速度方向偏离支撑点，以致无法产生正确的起跳，上体会过早倒向横杆。

产生原因：起跑前有躲杆意识或急于做背向横杆动作，起跳腿下意识地偏离起跳点。

主要教学手段：

1．反复进行上1－3起跳练习，强调最后一步上步时起跳腿的摆动方向。

2．在起跳点放置标志物，以控制最后一步的跑进方向；

3．在起跳点放置适当大小的综垫或弹性跳板，反复进行起跳练习，练习中强调跳上起跳点起跳；

4．标出起跳点，反复练习。

（三）起跳时脚位不正

背越式跳高最后一步放脚尖的方向与起跳同等重要，脚位不正确，同样会对起造成极大的影响。通常初学者在起跳时脚尖会自然地产生外展，形成外八字的放脚动作，这种放脚技术，一会造成起跳时横向水平速度过大，产生冲杆现象；二易造成踝关节的损伤。

教学手段：

1．上一步放脚模仿技术练习，练习中要求放脚方向要正；

2．行进间沿直线做上1－3步起跳练习，注意强调沿直线放脚起跳；

3．在起跳点沿跑进方向放一小垫子，要求在垫上起跳；

4．短程助跑弹性跳板起跳练习，在起跳点上放置有弹性的跳板，方向与助跑方向一致，要求踏板起跳。

背越式跳高的训练有身体训练、技术训练、心理训练及恢复训练四方面。

身体训练是训练的重要内容之一。身体训练水平的发展是掌握和提高运动技术的基础，是大负荷训练的物质保证，是不断提高运动成绩的先决条件。身体训练有以下内容：速度训练有一般速度和专项速度。一般速度30—6m反复跑、100—150m,反复跑、30—60m追逐跑；专项速度有弧线跑30m计时，全程助跑计时，后四步助跑计时，下坡跑接弧线跑20m，下坡跑度弧线跑20m,，快速摆臂摆腿的模仿练习，快速起跳练习。

弹跳力训练有自然弹跳力和专项弹跳力两种。前者的方法有各种行进间跳跃!跨步跳、单足跳20—30m,计时、四步助跑五级跳"；后者有带助跑4—5步的跳跃，计时30—60m,跳跃及各种跳深、跳栏架、跳台阶、综合跳等。

力量训练有一般力量素质训练和专项力量素质训练两种。前者的训练方法有助木举腿、高抬腿走、实心球练习等；后者的训练方法有负重弓箭走、负重蹬台阶4cm,负重半蹲起、及利用其他器械练后群肌、小肌群力量。

协调性训练有各种体操技巧练习，各种绕栏、跨栏跑，各种球类运动等均能提高运动员的灵敏和协调能力。技术训练跳高技术是影响运动成绩的最重要因素。只有掌握合理的技术，才能充分发挥运动员身体素质的潜力，取得好成绩。

技术训练在教学和训练中反复进行，技术训练中应包括学习掌握跳高的基本技术和一些主要环节的动作，但应侧重于进一步改进技术细节，不断完善整个技术的节秦，提高技术水平。在训练中应采用简化的练习和专门辅助手段，各个技术环节分别练习，逐一改进，并进行大量的完整技术练习，进一步增强肌肉感觉和体会技术动作。只有不断地在突破某些技术环节的基础上，再进行完整的技术训练才能提高运动成绩。

在技术训练时，更强调根据运动员个人特点在技术细节上有所创新，如：对弹跳力好的运动员要求多练跳跃，发挥自己的长处；对有一定基础的运动员强调大强度，时间短而有效的训练方法。

心理训练在激烈的比赛中，运动员的心理状态直接影响比赛成绩。只有良好的心理素质才能保持最佳竞技状态。心理训练有感知觉训练、表象训练、集中注意力训练、意志训练、自信心培养五种。

在训练中不仅要与身体训练、技术训练有机结合起来，还必须因人而异地运用不同的方法，循序渐进地提高心理训练水平，逐渐培养和形成良好的个性心理品质。恢复训练随着运动员水平的不断提高，优秀运动员的负荷越来越大，故恢复过程也显得十分重要。主要的恢复训练方法有：教育学手段与方法，医学生物学恢复手段，心理恢复的手段和方法，同时应对恢复训练的水平进行必要的测定。一、越式跳高助跑技术特点：

（一）背越式跳高助跑的主要特点是弧线助跑

弧线助跑与直线助跑相比较有不足之处。如弧度不易固定、步点不易准确、助跑不易丈量和起跳时容易造成过早转体倒肩等。但是弧线助跑的积极因素，特别对于背越式起跳、过杆等动作结构，却是非常必要的。助跑线一般为“J”形，其优点概括起来有以下几点：

（1）降低身体重心。背越式最后3－4步弧线跑，因身体承受离心力作用，致使身体向弧心倾斜，半径越短跑速越快，人体内倾越大，这就自然降低了身体重心。研究资料证实：身体内倾30度可降低重心13厘米。重心降低，自然加长了起跳时的工作距离。

（2）由于背越过杆的要求，起跳后身体要转成背向横杆的姿势，采用弧线助跑在不影响跑速的情况下，至起跳时身体已成侧对横杆了，最后一步与横杆约成20度至30度角，以保证人体在腾空后，有一个适宜的相对于横杆的垂直位移距离。这为起跳作好了准备，有利于起跳时的身体绕纵轴旋转。

（3）弧线助跑在起跳时有一个身体由内倾转向垂直的运动，弧线曲率由小变大，使身体逐步加大内倾,有关资料表明：其所产生的法向加速度可以加大支撑点的压力，增加起跳效果；所产生的切向加速度（即离心加速度）有助于向横杆方向的运动。这是身体起跳后由垂直转为水平的主要动力。

（4）弧线助跑由于身体内倾，可以避免起跳时的过早倒向横杆。

（二）助跑技术

助跑的任务是获得必要的水平速度，并为提高起跳效果和顺利地越过横杆创造条件。背越式跳高一般采用8至12步助跑，分直线助跑段与弧线助跑段。

1．直线助跑技术：跑进时身体重心高而平稳上体适当前倾，后蹬充分有力，步幅由大变小，前摆积极抬腿，两臂协调配合大幅度摆动，积极为弧线助跑获得更大的加速度，为起跳作准备。

2．弧线助跑技术：身体逐步内倾，加大外侧腿臂的摆动幅度，保持头、躯干成一直线向内倾。助跑的整个过程应有明显的加速性和较强的节奏感，尤其是最后几步逐渐加快，到最后一步最快。

二、背越式跳高助跑教学中易出现的问题

（一）助跑弧线的弯曲程度不当

在学习弧线助跑中，经过自我的学习和训练中经常会出现助跑弧线不正确的问题，主要会出现以下几种错误：

错误1：在助跑中，身体内倾不是逐渐加大，而是一开始进入弧线时，身体内倾最大，跑至最后两步时身体反而直立起来，表现在助跑路线上有跑直线的不合理现象。

错误2：在助跑中，身体内倾没有变化，表现在助跑路线上有跑圆弧的不合理现象。

错误3：在助跑中，身体内倾不变化，表现在助跑上有绕弯的不合理现象。

产生上述错误的原因：学生未能掌握好弧线助跑的技术，形成正确的弧线并并依靠自我的感觉来控制身体内倾的变化。

检查错误的方法：检查学生的助跑步点及路线是否正确，可以按照弧线助跑的技术要求，对每一步进行检查，通常每一步跑进方向的转折应逐渐加大。

主要教学手段总结：

1、运用各种半径弧线跑练习。

（1）直道和上、下弯道的加速跑。

（2）半径为6－8米的圆圈跑、螺旋跑和“8”字跑；

（3）直线接弧线或直线切入圆圈跑。

2、借助器械练习

利用长的绳子连接教师和学生（学生用内侧手抓绳子的一端）。弧线助跑时，教师用力牵拉绳子以加大向心力，迫使学生躯干保持适当内倾，加强肌肉的本体感觉。

3、利用标志物进行弧线助跑练习

教师利用标志线或在地面上画出前进路线，要求学生沿标志或路线反复练习，加强正确弧线助跑感觉。途中的大小块可以用小木块或海绵块，可以放在弧线的一边或两边都放，只放单侧可以避免直线助跑，放两侧可以避免圆弧助跑和绕大弯助跑。

（二）助跑最后一步的方向不正确

在背越式跳高助跑教学中，最后一步出现的问题通常比较严重，主要会产生外八字的跑法，最后起跳时的正确位置应仍然沿弧线方向跑进；而错误技术往往造成错误的起跳位置，致使最后一步的路线偏离了弧线的自然延伸，从而使下肢产生两个不同方向的分离，导致力的分解，县最后一步支撑中助跑速度方向偏离支撑点，以致无法产生正确的起跳，上体会过早倒向横杆。

产生原因：起跑前有躲杆意识或急于做背向横杆动作，起跳腿下意识地偏离起跳点。

主要教学手段总结：

1、反复进行上1－3起跳练习，强调最后一步上步时起跳腿的摆动方向。

2、在起跳点放置标志物，以控制最后一步的跑进方向；

3、在起跳点放置适当大小的综垫或弹性跳板，反复进行起跳练习，练习中强调跳上起跳点起跳；

4标出起跳点，反复练习。

以上练习中，教师应在一旁观察并及时进行纠正。

（三）起跳时脚位不正

背越式跳高最后一步放脚尖的方向与起跳同等重要，脚位不正确，同样会对起跳造成极大的影响。通常初学者在起跳时脚尖会自然地产生外展，形成外八字的放脚动作，这种放脚技术，一会造成起跳时横向力量过大，产生冲撞到杆的现象；二易造成踝关节的损伤。

教学手段总结：

1上一步放脚模仿技术练习，练习中要求放脚方向要正；

2行进间沿直线做上1－3步起跳练习，注意强调沿直线放脚起跳；

3在起跳点沿跑进方向放一小垫子，要求在垫上起跳；

4短程助跑弹性跳板起跳练习，在起跳点上放置有弹性的跳板，方向与助跑方向一致，要求踏板起跳。

对于背越式跳高的助跑技术中常见的错误，还有许许多多，等待我们在实践中发现实践中解决，但一条不能变的是一经发现马上纠正，从而提高整个背越式跳高的质量

跳高运动规则有哪些

　　在1896年的首届现代奥运会上，跳高就已经被列为正式比赛项目。

　　经过百余年的发展，跳高的过杆技术动作有跨越式、剪式、滚式、俯卧式、背越式等，现绝大多数运动员都采用背越式。跳高比赛一般由主裁判设定起始高度，跳高横杆每轮至少提高2厘米，直到剩下最后一名选手。跳高运动员可以自己选择何时、何高度起跳，如果三次试跳同一高度失败就会被淘汰，而选手成功越过的最高高度就是自己的最终成绩。

　　奥运会跳高比赛通常先分组进行及格赛，凡通过及格赛标准的选手可直接进入决赛。如达到及格标准的运动员不足12人，不足的人数按及格赛成绩递补。跳高比赛如果出现选手最好成绩相等，需按以下规定评定名次：第一，出现在成绩相等的高度上，试跳次数较少者名次列前;第二，如成绩继续相同，以试跳失败次数比较少者名次在前;第三，如成绩仍然相同，当涉及第一名时再进行决定名次的比赛，其余名次并列。

　　除犯规外，跳高比赛中运动员每次跳过的高度均为有效成绩。选手有下列之一情况即判犯规：1、使用双脚起跳;2、由于运动员的试跳动作致使横杆未能停留在横杆托上;3、在越过横杆之前，身体触及立柱前沿垂直面以外的地面或落地区，但如果裁判员认为运动员并没有受益，则不应由此而判该次试跳失败;4、无故延误时限;5、当裁判员通知运动员试跳开始后，运动员才决定免跳，当时限已过时，应判该次试跳失败;6、试跳时，运动员有意用手或手指把即将从横杆托上掉下的横杆放回;7、无故错过该次试跳顺序。

　　跳高横杆可用玻璃纤维、金属或其他适宜材料制成，长3。98~4。02米，最大重量2公斤。跳高落地区至少长5米，宽3米，助跑道长度不限，最少为15米。如果条件许可，应不短于20米，呈扇形。跳高架应有足够的高度，须配稳定放置横杆的横杆托，两立柱之间距离为4—404米。

　　跳高运动注意事项

　　1重点掌握杆上动作，练习时要注意控制杆上挺髋成"桥"型的时机，使之有足够的延续时间，防止"坐"着过杆。

　　2学习过杆技术要多采取各种辅助练习。注意设备的安全性能及加强保护措施。

　　3重点抓好助跑与起跳的有机结合。

　　4应通过对助跑丈量方法的学习，掌握由直线进入弧线的助跑技术，并确定助跑点

　　5跳高前要做好充分热身运动