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斜坡跑对短跑步长、步频和跑姿的影响研究

        斜坡跑对短跑步长、步频和跑姿的影响研究

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       某某师范学院体育学院  2005级本科2班 王成飞 学号:2005081240

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                          指导教师:陈宝平

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摘要:步长和步频是影响短跑成绩的两个主要因素;短跑的训练方法多种多样,斜坡跑训练可以有效促进短跑的步长和步频,是提高短跑速度的有效方法之一;通过上坡跑训练能进一步改进和完善短跑的技术动作和提高下肢肌群的力量,从而改善短跑步长和跑姿;通过下坡跑训练可以提高运动员的柔韧性和绝对速度的感知,从而改善短跑步频和技术。 paper51.com

关键词:上坡跑  下坡跑  步长  步频  跑姿 内容来自www.paper51.com

Slope running short running length, stride frequency and running theimpact of attitude research

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(Yuxi TeachersCollege Sports Institute of Physical Education 2005 Bachelor No. 2 schoolclasses Wang cheng fei: 2005081240

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                              Instructor:Chen bao ping)

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Abstract: The evolution of technology through the sprint and development, theinitial sprint of this campaign that, deeper understanding of the factors thataffect the sprint; sprint training methods there are many slopes to improvesprint speed training is one of the effective ways, through the uphill runtraining to further improve and perfect the sprint technique, can effectivelyimprove the strength of lower limb muscles, thus improving short-run and longrun position; downhill run through the training can improve the athlete'sflexibility, absolute speed and relative speed, so as to improve the short -running frequency and the running position.

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Keywords: Running uphill;Running downhill;Step;Stride frequency;Pose running

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引言 短跑的概念和特点

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   田径运动中的短距离跑简称为短跑,一般包括:50米跑、60米跑、100米跑、200米跑,400米跑,4×100米接力跑,4×400米接力跑等几项;其运动特性:是人们同时以最快的速度,在确定的跑道上跑完规定的距离,并以最先跑完者为优胜的项目。短跑的基本特点包括技术特点和代谢特点。技术特点:1)动作快而灵活,身体动作速度快,位移速度快,而且动作轻快灵巧;2)做动作时肌肉收缩的爆发力强,力量大。要求运动员的相对力量和肌肉弹性都很好。3)跑的动作协调,上下肢配合好,用力动作合理,向前的效果好。

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随着塑胶跑道的逐渐普及,现代短跑的技术基本属于摆动式跑范畴,强调摆动时积极送髋,着地时前脚掌积极扒地,后蹬时“屈蹬”,蹬摆协调配合,臂的摆动幅度大。从跑的动作外形看,跑得放松、整个动作轻快柔和、自然协调,步幅开阔、向前性好是现代短跑技术的主要特征。此外,短跑的技术学习和训练要在技术和素质协调发展的基础上不断提高,在技术和素质不平衡中找出矛盾,通过训练得到某种平衡使成绩得到提高,然后打破这种平衡,去寻求新的发展和新的平衡。短跑训练就是通过这种方法使教学、训练质量不断提高。

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代谢特点:短跑时,人体机能的代谢方式是无氧代谢供能,肌肉收缩的能量由人体三大供能系统的能量代谢提供,而运动时的肌肉输出功率的大小关键在于ATP的合成。ATP是肌肉收缩时将化学能转变为机械能的惟一途径,故称ATP是为肌肉收缩的直接供能物质。人体获得能量的代谢过程有三条途径:(1)高能磷酸原供能系统;(2)糖酵解系统;(3)糖、脂肪、蛋白质有氧功能系统。

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1       研究对象与方法

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1.1 研究对象:斜坡跑

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1.2 研究方法:文献资料法、分析法、归纳法、观察法

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2 短跑技术的演变与发展

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2.1 跑姿的技术演变与发展

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   短跑技术的演变和发展经历一个漫长的过程。古奥运会时的赛跑动作,上体前倾较大,大腿高抬,小腿前摆较大,手掌打开,两臂前后大幅度地摆动,其前摆幅度超过了头,后腿用力蹬地,呈一幅非常有力的姿势。

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   19世纪末到20世纪初期,人们普遍采用的短跑技术是所谓的“踏步式”跑法,其主要特点是躯干前倾较大,大腿抬得较高,脚着地点距离身体重心投影点近,幅度较小,步频较快,动作紧张。后来芬兰人克里麦特率先采用了“迈步式”跑的技术,其技术特点是上体正直或稍前倾,大腿高抬并前伸小腿,用脚踵着地,脚的着地点离重心投影点较远,步幅较大,步频较慢,跑的动作较为自然放松。

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   后来,人们在“迈步式”短跑技术的基础上进一步改进了跑的技术,即在高抬腿的同时,膝关节放松,使小腿处于自然摆动状态并用前脚掌着地,脚的着地点距人体重心投影的 距离比“踏步式”长,但比“迈步式”短,大大减小了“迈步式”着地所产生的较大阻力。这种跑的技术被人们称为“摆动式”跑法。

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60年代末期由于塑胶跑道的出现,使现代短跑技术跃入新的阶段,修正了过去“后蹬是推动人体前进的唯一动力”的落后理论,转为强调摆动动作,强调前摆着地,强调整体用力的协调配合,甚至有的学者提出,“后蹬是以髋为轴的摆动的继续”,“跑的速度取决于髋为轴的大腿后摆功率的大小”。现代短跑上下肢动作协调自然,步频高、步幅大,前摆着地“扒地”动作积极主动,着地阻力非常小,其后“扒”动作的加速度可达180米/秒²,大腿前摆的加速度可达80.8~90米/秒²。短跑的摆臂动作,现在注重在体侧竖直平面内前后方向的规范摆动动作。由于短跑技术的不断改进,从而推动了短跑成绩的迅速提高。

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2.2 短跑起跑技术的发展与演变

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   短跑技术中的起跑技术也经历了一个相当漫长的发展和演变过程。古希腊的赛跑选手,在采用“站立式”起跑姿势时,就已经懂得把一块石头置于脚后,以减小起跑时的后蹬角度,并利用后蹬石块的反作用力来增大起跑速度。

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   尽管1888年美国大学生西里第一个在比赛中采用了“蹲踞式”起跑姿势,但是,1896年第一届奥运会参加100米决赛的5名运动员中并不是采用“蹲踞式”,仍有人采用“站立式”、“半蹲踞式”起跑方法。在1936年的第十一届奥运会以前,短跑运动员不使用起跑器,一直是在跑道上挖穴来起跑的。直到1983年,起跑器才被正式批准使用。几十年来,体育研究人员和教练员对短跑的起跑技术和起跑器进行了大量的研究和改进,还根据运动员的形态、技术和素质状况的差异,设计出“普通式”、“拉长式”和“接近式”等起跑器的安装方法,使运动员在起跑时能够迅速、及时地摆脱静止状态,获得尽量大的起跑初速度。80年代初,《田径规则》严格规定,短跑运动员在比赛中一律采用“蹲踞式”起跑姿势,在预备口令发出后,运动员的四肢必须支撑地面。这种起跑姿势一直沿用至今。

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3  决定跑速的因素分析

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   跑步时人体通过两腿的连续蹬摆动作,从后蹬阶段获得了动力,克服各种阻力,从而推动人体不断地向前运动,形成了向前跑进的速度。因此,决定跑速的主要因素是步长和步频。

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步长:指跑时两脚着地点的垂直距离。

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步频:指跑时单位时间内两脚的交换次数。

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步长与步频是相互依存、相互制约的,既可协调匹配,也会相互排斥。步长、步频同时增大和加快,跑速必定提高,但过分地加大步长就会降低步频,过分加快步频就会缩短步长。因此,要掌握步长和步频的结构特点及其受影响的因素,并根据个人情况,合理搭配,才能达到提高跑速之效。影响跑速的因素还与躯干姿势和两臂的摆动有关,正确的躯干姿势使两腿和两臂动作有牢固的支点,能作出迅速有力的动作,同时使身体获得的支撑反作用力有一个正确的方向。跑时躯干应保持比较正直或适度前倾,两臂摆动不仅能起维持身体平衡的作用,而且能加强下肢动作的效果。摆臂的力量、速率、方向和幅度对步长和步频有重要影响,摆臂时应放松,并与下肢动作协调配合。

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步长是由后蹬距离、腾空距离和着地缓冲距离3部分组成。后蹬距离是后蹬阶段身体重心向前移动的水平距离,它取决于身体条件(如腿长和髋关节灵活性)、后蹬角度后蹬腿伸展的程度等因素。当身体重心移过支撑点垂直上方时,即进入了支撑腿的后蹬和摆动腿的前摆阶段。支撑腿的后蹬动作是在摆动腿的前摆动作配合下,迅速伸展髋、膝、踝三个关节,最后用脚趾蹬离地面完成的。

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腾空距离是腾空阶段身体重心向前移动的水平距离,它取决于腾空时的初速度、腾起角度和空气作用力等因素,腾空距离主要是受后蹬阶段的效果所制约,而要提高后蹬的效果,就必须做到后蹬的力量要大、速度要快、动作要充分,同时要掌握好后蹬的方向和适宜的后蹬角度。支撑腿蹬离地面后,人体便进入腾空阶段。此时,刚结束后蹬动作的支撑腿的小腿因蹬地后的惯性作用和大腿的摆动,迅速向大腿靠拢,形成大、小腿边前摆、边折叠的动作。与此同时,摆动腿大腿积极下压,膝关节放松,小腿随大腿下压的惯性向前下方摆出,做积极的下落动作。当摆动腿膝关节几乎伸直下落着地时,腾空阶段结束。

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着地缓冲距离是脚着地的一瞬间身体重心投影点到着地点间的水平距离,它取决于腿长、着地角度和脚着地的时机等因素。腾空阶段快结束时,摆动腿积极伸展下落,用前脚掌富有弹性地着地,着地距身体重心投影点约一到一个半脚,在支撑腿着地缓冲过程中,摆动腿继续以大、小腿折叠的姿势迅速向前摆动,当大腿接近垂直于地面的部位时,大、小腿折叠到最小限度,脚跟几乎接近臀部。良好的折叠动作,能缩短腿的摆动半径,从而加快腿的摆动速度。

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步频取决于完成每一步的时间,这一段时间可以分为支撑时间和腾空时间。支撑时间是完成步长中着地缓冲距离和后蹬距离所花费的时间,它与着地缓冲技术和后蹬动作的完成速度等因素有关。腾空时间是完成步长中腾空距离所用的时间,它与腾起的初速度、腾起角度和空气作用力等因素有关。影响跑速的因素还与躯干姿势和两臂的摆动有关,正确的躯干姿势使两腿和两臂动作有牢固的支点,能作出迅速有力的动作,同时使身体获得的支撑反作用力有一个正确的方向。跑时躯干应保持比较正直或适度前倾,两臂摆动不仅能维持身体平衡的作用,而且能加强下肢动作的效果。摆臂的力量、速率、方向和幅度对步长和步频有重要影响,摆臂时应放松,并与下肢动作协调配合

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4  斜坡跑对短跑的影响

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   斜坡跑是指在具有一定坡度、距离及不同于平地进行训练的一种方法。斜坡跑的特点是强度较大,动作容易变形,训练时有一定的难度且存在一定的安全隐患,但它是提高短跑速度的有效训练方法之一。斜坡跑一般包括上坡跑和下坡跑。斜坡跑既有助于提高短跑速度,增强腿部力量,有益于改善机体的能力,又有助于增加腿的动作频率,发展速度,增大步长和改进途中跑过程中的放松能力。但有一部分人对斜坡跑的作用持有否定意见,认为斜坡跑会破坏跑的技术,同时对膝关节的有伤害。但就许多训练实践来看,跑坡还是有其优点和可取之处的。

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4.1 上坡跑和下坡跑的力学分析

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在上坡跑时,在跑动过程中,只有肌肉力量是向上的动力F2(图2),还有一个重力的分力就变成阻碍向上跑的力F1。因此在上坡跑时阻力变的大了,速度不快。上坡跑是一种速度力量的练习,是速度不快的情况下获得无氧训练,从而改善心血管的机能,增强下肢中的股四头肌、臀大肌这两个重要的肌群。下坡跑较之其他发展绝对速度的训练方法更具积极效果,是基于运动员在斜坡上跑动时,除了其支持运动的肌肉力量F2(图1)之外,又补充了一个与运动方向一致的分力F1,有助于达到“超速度”。它是一种神经系统适应性的训练,就是有意识地利用自然环境中的坡度,把坡顶与坡底之间的高度势能转化为下坡时的在运动过程中动能。

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F1 F2F3

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           G

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                  F2

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    F1   F3

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            G

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                  图1                               图2

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4.2 上坡跑的特点、跑姿和要求

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   上坡跑是一种发展速度力量的练习,是速度不快的情况下获得无氧训练,从而改善心血管的功能,增强下肢中的股四头肌、臀大肌这两块重要的肌群。为了防止平地训练所引起的股三头肌和股四头肌之间失去平衡。 在跑中练习者要保持高重心、膝关节高抬,摆臂加大,前脚用力后蹬和上体前倾;做到挺胸背直,臀部夹紧,前摆幅度要大,步幅要小,但频率要快,眼看前方5~8米。此外,上坡跑时,上体应保持放松,不要紧握拳头,咬紧下颚或提肩,否则会阻碍向前的速度,但要提醒的是,在跑到坡顶也不能减速,即便能量消耗很大,也要保持同样的或者更快的步幅、步频,坚持跑到规定的距离。

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4.3 上坡跑对短跑的影响

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4.3.1 改进和完善短跑的技术动作

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   上坡跑要求运动员在练习中身体前倾,上下肢的蹬和摆动作的配合更加积极主动,在摆动腿向前摆时,以髋关节带动大腿,大小腿折叠快速前摆抬高,支撑腿后蹬时,髋、膝、踝三关节充分用力弹性蹬伸,并且还要积极、主动地高抬大腿、后蹬迅速、并有力地配合后蹬。只有这样才能保证身体有效地向前移动,从而改进和完善运动员的蹬、摆技术。对促进运动员的跑进姿态和纠正运动员坐着跑具有积极的作用。

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4.3.2 有效提高下肢力量

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   在上坡跑训练时,运动员需要增大摆动腿的摆动高度和后蹬腿的蹬地力量,由于增加了下肢肌肉群的抗阻力,使下肢肌的力量和爆发力都相应的增加,这时会不同程度的刺激下肢肌的各个肌肉群,这样长时间、多次地重复练习,下肢肌也就越来越发达,从会使运动员的下肢力量得到有效的提高。

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4.3.3 上坡跑的地点、坡度和距离的选择

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   上坡跑可以在坡度适宜的水泥路、公路或天然坡路上进行,但应注意安全。要在路上车辆及行人较少的情况下进行,路面必须平整,视野要好,还要注意选择环境和空气好的地方进行。这样既能保证安全,又能呼吸到新鲜空气,提高训练效果。坡度宜在15°~25°之间,坡度过大容易破坏技术动作,过小则达不到上坡跑的作用。跑坡的距离宜在30米~60米左右,可以充分的发展速度力量。 

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4.4 下坡跑的特点、跑姿和要求

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   下坡跑是一种神经系统适应性的训练,就是有意识地利用自然坏境中的坡度,根据势能与动能转换的原理进行训练。下坡跑时上体应保持正直,并与斜坡跑地面垂直,臀部始终在支撑脚的上方,既不能后仰也不能前倾。运动员在跑的过程中,若背下部有震动感,很可能就是上体后仰,若上体前冲大,很可能是重心过于前倾。所以我们要正确运用斜坡跑的正确动作技术。

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4.5 下坡跑对短跑的影响

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4.5.1 下坡跑能有效的提高运动员的绝对速度

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跑的动力来自腿的后蹬给地面的作用力,地面产生反作用力使人体向前做位移运动,短跑不仅需要增加蹬地力,更重要的是增加蹬地速度。根据F=ma,即力量=质量×加速度,由此可以看出,在跑的过程中质量(m)一直都是不变的,因为运动员在跑时本身的质量是不变的,随着加速度(a)越来越大,获得的后蹬力(F)也就越来越大。根据力学原理:人体无论是静止还是运动,总受到地球引力G的作用,而在斜面倾角为a1的坡面上,人体则受到一个沿着斜面向下的“下滑力” F1=G sina1。人体在高速下坡奔跑时,由于“重力”的影响,使得沿斜面向下的合力大于水平跑动时的水平合力,形成下坡跑的“超极限速度”跑,从而获得较大的加速度。速度的快慢取决于步长与步频,步长越大,步频越高,速度就越块。步长与步频两者是对立统一的,在实践中如果加大了步长,其步频就会减慢,相反加快了步频则步长就会减小,而跑进速度的提高必须要求步幅大和频率快。

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下坡跑时,由于着地时脚的着地点与身体重心投影点之间的距离大于平跑时脚着地点与身体重心投影点之间的距离,可增大步长。在下坡跑,身体重心有个向前的分力作用,为了维持身体平衡,脚就不由自主往前迈,这能使后蹬膝关节不充分蹬直,从而缩短支撑的时间,频率加快,能使大小腿以较小的角度快速折叠。大小腿折叠角度的大小直接影响前臂时阻力臂的大小。折叠角度越小,前摆阻力臂越小,而前摆时的角速度就大,那么大腿带动小腿前摆的速度也就加快,步频随之加快。所以,有针对性的进行多次重复高速的下坡跑练习可以形成高频率、高速度的运动感觉,使来自肌肉本体感受器的信号传导不受阻,进而发展肌肉收缩的速度,提高肌肉的协调能力,能有效地提高运动员的步频,建立起高速跑的动力定型,从而达到提高绝对速度并提高成绩的目的,这种有针对性的训练感觉有助于运动员在之后的常规训练中有意识的做出来。

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4.5.2 下坡跑能提高运动员的柔韧性

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柔韧性从解剖角度分析包括两个含义:一是肌肉的协调性,二是关节的灵活性。柔韧的好坏,不仅影响动作是否协调,还关系到原动肌力量和动作幅度的大小能否充分发挥。由于柔韧性的训练基本方法是拉伸,在训练时,一方面拉伸较疼痛,另一方面柔韧性练习本身单调乏味,导致很多运动员在训练过程中容易忽视柔韧练习或柔韧练习不能持之以恒。有研究证明,在下坡跑时,步长的增大是屈肌、伸肌两组肌群收缩与舒张交替协调屈伸,运动员在腾空时步长可增加10~12㎝,两腿的夹角加大5°~7°,由此使髋关节、膝关节的灵活性也加大。因此,采用下坡跑,能有效提高肌腱、韧带、肌肉、关节的柔韧性,从而更进一步的提高短跑运动员的柔韧和速度。

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4.6 下坡跑的地点、坡度和距离的选择

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下坡跑使用的坡面倾角约10°~25°左右,选坡的长度约60~80米左右,下坡跑的地点和上坡跑地点的选择差不多,最重要的是安全。一般进行30~60米的下坡跑练习接10~20米左右的放松和缓冲跑,坡距太长运动员容易疲劳,太短则强度不够,达不到预定的效果。所以在选择跑坡距离时一定要适宜,建议下坡跑时最好选择有一定缓冲距离的平路或相对平缓的U型坡,这样利于缓冲和减速。

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5  斜坡跑的训练方法及注意事项

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   斜坡跑的训练应根据运动员的年龄、性别、训练的水平来制定选择适宜的坡度和距离。一般来讲,斜坡坡度和坡距决定势能与动能之间的关系,坡度越大,势能越大,动作就越快。所以,对于一些短跑初学者或运动能力较差的运动员来说,斜坡跑训练是一种很危险的训练方法,训练时容易受伤,而且斜坡跑的强度较大,容易导致动作变形,因此训练时注意安全同时要合理使用正确的训练方法。在选择跑斜坡跑时,可以选择距离在40-60米,坡度在10°~20°的坡度来合理安排运动量和强度。对于运动能力较差的运动员可以选择距离较短些、坡度较小的斜坡跑训练,这样运动强度小且不容易受伤;运动能力较好的运动员则可以选择坡度和坡距相对大一些的来进行训练。事实上,目前斜坡跑还没有明确的坡度和距离作为训练的标准,而是因人、训练方式和场地等而异。除了在坡面上跑之外,还可以在各种坡面上进行各种跑、跳的动作练习

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6  结论与建议

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影响短跑成绩的因素诸多,而步长和步频则是影响短跑成绩的两个重要因素。通过上坡跑训练可以改进和完善短跑技术动作,还能有效的提高下肢各肌群的力量,改善下肢力量不足的问题,下肢肌群力量增大了,跑动时下肢的蹬伸效果和脚掌的扒地效果也会更明显,从而加大了步长,同时也改善跑姿和摆臂技术。通过下坡跑训练,能有效的提高运动员身体的柔韧性,还能更好地提高运动员对速度的感知能力,提高运动员的步频和绝对速度,有利于运动员更充分发挥短跑速度,提高短跑的成绩。

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    在斜坡跑时应主意与其它的训练手段搭配,在采用下坡跑方法训练的同时应结合上坡跑,通过反复跑、变速跑等多种手段达到优势互补,使强大的髋部肌肉力量及时转换成快速推动髋关节转动角速度的动力定型。

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斜坡跑训练十分艰苦,运动员的身体容易引起疲劳,教练员要预先对运动员进行正确的思想教育,使其树立信心,培养其克服困难,奋力拼搏的精神。斜坡跑对短跑技术和速度的促进是个循序渐进的过程,教练员和教师在安排训练时要科学合理,不要急于求成而走入误区。

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斜坡跑训练时要注意训练地点和坡度的选择,安全第一。训练过程中合理结合其他训练内容和手段,切忌单调枯燥。

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怎样科学地安排斜坡跑训练方法与手段,有待于体育工作者共同来探索。以上的跑坡训练方法仅是我阅读和参考了大量的文献后,再结合自己的认识和理解一个总结。短跑的训练是一个长期的、科学的和深远的训练过程,我相信只要我们的体育界人士不断地专研和探索训练方法和手段,就会得到进一步的发展和促进。

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参考文献:

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[2]南仲喜. 身体素质训练指导全书[J].北京:北京体育大学出版社,2003,6.

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