动动更健康
- 来源:微型计算机Geek
- 关键字:动动,健康
- 发布时间:2011-01-30 12:59
新年新气象。是的，2011年已经来到了，相信广大童鞋们在这崭新的一年里都已许下了自己的美好愿望，比如世界和平、消除饥荒、解散男足、考试过关、找到MM……不过呢，要实现这些宏伟目标，咱首先得有一个好身板，否则神马都是浮云。俗话说得好：锻炼身体，保卫自己。据世界卫生组织统计，全球每年因缺乏运动而导致的死亡人数超过了二百万。所以，如果你不想成为这1/2，000，000的话，那就赶紧加入到运动的行列中来吧！体育运动可以改善我们的体质，增强机体抵抗力，调节情绪和心态，舒展身心，陶冶情操，而且它本身也是一项社交活动，相信对大多数MM来说，一个球场上的矫健身影似乎比电脑前的宅男有吸引力吧？
看到这里，估计该有不少童鞋已经蠢蠢欲动了吧？别急，既然我们是Geek，做事好歹拿出点Geek精神嘛！大家手上的每本《Geek》杂志的封面都写着一句话：“以专业的态度对待生活中的科技”。体育运动是不是科技？当然是！而且它的技术含量还很高呢！为啥运动员比咱们跑得快飞得高跳得远、能在奥运和亚运的金牌榜上让老外们内牛满面？还不是因为两个字—专业！只有专业，才能最大限度地发挥人体潜能，才能更高更快更强。对我们普通人来说，要求虽然没这么高，但同一个动作如果做的时候姿势或力道不正确，那不但达不到锻炼的目的，甚至还可能会对咱们的身体造成伤害呢！所以，《Geek》今天就准备以专业的态度来告诉大家：运动到底该怎么动！
跑步
体育运动有无数种，不过要说最简单、最经济、最容易开展、最不受限制的运动，那绝对是跑步。不过首先需要说明的是，咱们这儿说的跑步运动，主要指的是中长跑（百米之类的短跑实在过于暴烈，显然不适合日常的锻炼运动，故暂不讨论）。所谓中长跑，按照奥运会的田径比赛分类，指的是800米及以上的径赛项目。其中800米及1500米叫中距离跑，而3000米及以上的项目就属于长距离跑了。
也许有童鞋会说了，跑步谁不会啊，撒开脚丫子跑不就得了？确实，由于跑步这项运动实在太过于大众化，所以大多数人都不知道它其实是有着很高的技术含量的。平时电视里转播的中长跑比赛，无非都是一帮看上去又黑又干又瘦的家伙迈着小碎步，无聊地围着操场一圈圈的跑，让人一看就想换台。其实我们只要仔细观察观察就会发现，这些运动员跑的时候上身都保持着挺直，双手放松并有节奏地小幅摆动；他们脚部着地时也不是平时咱走路的那种后跟先着地再滚动到脚趾的方式，而是用脚前掌或整只脚着地；而且这些人跑起来步子都很轻，步幅也很小。Why？为啥他们要采用这种既不彪悍也不肌肉、看上去相当不给力的跑法捏？
要回答这个专业的问题，咱们自然也得拿出专业的态度。从运动力学看，跑步运动是由手部动作和腿部动作组成的，其中以腿为主，手为辅。我们先说手吧，手部动作的主要作用是平冲来自腿部动作而产生的角动量，而且在一定程度上还能提升我们的身体重心（约10%）。注意，我们在跑步的时候手向前不应高于肩膀，向后也别超过屁股后一脚长的距离，而且还要避免左右扭动，这样才能获得最大的合力把身体向前推进。（由此可见，樱木花道同学和漩涡鸣人同学在奔跑时的手部动作都是错误的，咱们又真相了！）
相对于手部，腿部动作就复杂多了。它是一种循环动作，可分为三个阶段：支撑阶段、蹬地阶段、撤消阶段。支撑阶段由脚着地的一刻开始，直至人体的重心向前移过着地点后结束。那么着地时为啥要用前脚掌着地呢？我们不妨用物理学原理来解释这个问题。如果采用脚跟着地法，那么我们的脚跟在着地的一刹那，由于摩擦力作用，先将速度降为了0；但我们的躯干由于惯性作用（牛顿第一定律）仍会继续向前运动，这时脚部的着地部位由脚跟过渡到全脚掌；而惯性形成的这股向前作用力，自然会通过脚部施加于地面上，而根据牛顿第三定律，地面也会施加给人体一个相反方向的力，从而减慢了我们向前的速度。相反，如果是前脚掌着地的话，脚掌着地后才过渡到全脚触地，这样地面就会给我们一个向前的反作用力，从而更快地向前推进（童鞋们只要好好体会下“向前蹬”和“往后踩”的感觉就全明白了）。基于这个原理，我们自然也不难理解为啥中长跑的步幅不能太大，脚着地的位置应该尽量接近我们身体重心在地上的投影点了。支撑阶段一结束，便会进入蹬地阶段，我们通过用力蹬伸髋、膝、踝关节，并向下、向后用力把身体推离地面，直到蹬地腿的脚部离开地面为止。撤消阶段是指脚部蹬离地面后，被送前并准备下一次着地的一段期间。在这个阶段里，支撑腿蹬离地面后小腿应该迅速向上靠拢大腿，脚部应尽量贴近臀部，从而把腿的转动惯量降到最低；还可以增加角速度，使腿可以更迅速地向前摆出，准备着地，如此往复，循环向前。
TIPS：跑前三件事—热身、一双好鞋和坚持的决心。
跳高跳高起源于英国，是体操运动的衍生品，现在是奥运会田径比赛的正式项目。不过对这项运动我们感觉相当无语：往好的方面说，跳高是一项征服高度的运动，是人类不屈不挠，勇攀高峰的象征；往不好的方面说，它又是一个失败者的运动，因为每次比赛跳高运动员在跳过一个高度以后，还要向新的高度发起冲击，直到跳不过去为止，唉，这不能不说是一个杯具……
不管怎么说，跳高都是一个有趣的运动。打十九世纪末被列为奥运会比赛项目以来，跳高的技术就在不断的进步，各种跳高姿势层出不穷，世界纪录的横杆高度也被升得越来越高。1864年，英国运动员罗伯特·柯奇以“跨越式”的动作创造了田径史册的第一个跳高世界纪录—1.7米（这种姿势童鞋们在中学体育课上估计都体验过）。1895年，美国人斯维尼对“跨越式”进行了改进，他的技术特点在于过杆时身体急速侧向转体而且两腿交叉有如剪刀，也就是所谓的“剪式”跳法，而“剪刀手”斯维尼也只创造了1.97米的新世界纪录。到了1912年，另一个美国运动员霍林在斯坦福大学田径赛上采用了一种左侧斜向助跑，过杆时以身体左侧滚过横杆的全新技术，他自己把这种技术命名为“滚式”，凭借这种技术，霍林夺得了比赛冠军，同时也使人类首次越过了2米的高度。1923年，苏联运动员伏洛佐夫又创造出“俯卧式”的跳高技术，这种新型技术动作很快就被人们所接受，在接下来的几十年里都处于绝对的垄断地位，而世界记录也最终被定格在了2.2米的高度。
直到1968年的第19届奥运会上，一个叫福斯贝里的美国小伙子以一个面朝上背朝下的古怪动作华丽丽地飞过了2.24米的横杆，在创造新的奥运会纪录的同时，也宣告“背越式”过杆技术的来临。在此后的十余年里，“俯”“背”之争也一直没有个结果。这种情况一直持续到了第22届莫斯科奥运会，联邦德国运动员韦希格以背越式技术一举征服了2.36米，击败了当时其他所有采用“俯卧式”的选手。从此以后，世界闭嘴了，背越式技术完全占据了跳高技术的统治地位并延续至今。如今的跳高世界纪录是由古巴运动员索托马约尔所保持的，足足有2.45米呢！
跳高技术在短短100多年间就历经了这么多次变革，那为什么每一次改变都能让人类跳得更高呢？咱们得严肃对待这个问题，因为这里面的水可深着呢。不管采用哪种姿势，跳高都是由助跑、起跳、过杆和落地这四个基本阶段组成的。所以，从物理学的角度来看，跳高无非就是一个把跑转变为跳，由支撑转变为腾空，由水平位移转变为抛射运动的过程。那么，我们跳高时能跃过的高度就可以用下面这个公式来表示：
H=H1+H2±H3
H：人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与横杆之间的距离由这个公式可以看出，跳高成绩与H1、H2、H3这3个参数有直接关系。
咱们先看H1，这个高度取决于两个因素：一是运动员的身体形态，也就是身材，个子高的人重心自然也高；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，如果我们在起跳的时候两臂和摆动腿充分的向上高摆、提肩、拔腰，让整个身体最大限度的向上伸展，就能显著提高身体的重心位置。
再来看H3。对于一次成功的跳高来说，人体重心腾起的最高点肯定是高于横杆高度的。因此，H3的值自然越小越好（不过这个小也是有限度的，要是H3成了负值，那就意味着你已经可耻地撞杆了……）。那么实现H3的理想条件又是什么呢？这主要取决于我们的过杆动作和身体处于杆上的姿势。其实跳高技术的发展说白了就是过杆动作的发展，运动员过杆时采用各种奇奇怪怪的动作无非都是为了更好地利用已获得的腾空高度以越过更高的横杆。从最原始的跨越式到现在主流的背越式，运动员过杆时身体重心跟横杆的距离已经大大减小了。所以说，H3是衡量过杆动作优劣的主要标准。
H1和H3都是提高跳高成绩不可忽视的因素，但是决定跳高成绩最主要的条件却是H2。毕竟这是跳高比赛，孰优孰劣得跳了再说，否则不如大家比比重心高度然后姚明直接获胜算了。跳高虽然属于垂直跳跃项目，但实际上我们身体重心的运行轨迹却是一条抛物线。根据抛物线运动的原理，决定H2的唯一因素就是起跳瞬间的垂直速度。不过，人又不是跳蚤，我们得助跑。从力学原理来说，起跳的垂直速度既依赖于弹跳力，又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，获得的腾起高度就越大。不过，得经过长期的训练，才能使腿部的伸肌群更为发达，能输出更大的功率，从而获得更大的垂直速度。
而当我们通过助跑起跳腾空离地后，由抛物线原理可知，此后在空中不管做什么动作都改变不了身体重心的运动轨迹。那么，跳高运动员的那些空中动作岂不是成了一个笑话？当然不是。我们首先来看看背越式的过杆动作分解吧！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。在这个过程中，运动员为了尽可能地利用重心的腾起高度过杆，所以当身体的某一部分还在杆上时，其它部分的肢体就必须尽量垂在横杆之下。比如头和肩部过杆后立即下沉，这样相应地就能升高腰背躯干，而人体总重心在空中的位置依然不变。
而这就是背越式跳高技术中相当重要的空中补偿运动，也是背越式跳法的最大亮点所在。除了这种纯人肉式的跳高，还有一种童鞋们也非常熟悉的跳高，也就是撑杆跳高。这种跳高方式无非就是将撑杆的弹性势能转化为人体的动能，从而获得腾起初速度；而过杆的原理跟人肉式大同小异，欢迎有兴趣的同学自行研究哦！
跳远
说起跳远，那绝对要算是人类最古老的竞技项目了。这项运动源于当时人类猎取或逃避野兽时跨越河沟的动作，早在公元前708年的古希腊时期，奥林匹克的“五项运动”里就有跳远。而现代跳远运动则是始于英国，第一个有记载的男子跳远世界纪录也是由英国人麦切尔在1864年创造的，成绩为5.48米。1968年，美国人比蒙在墨西哥城的第19届奥运会上惊天一跳，不但以8.90米的成绩轻松拿下金牌，还创造了新的世界纪录。然而，这个8.90米的成绩竟然一保持就是20多年而无人能破，所以也被称为“比蒙障碍”。直到1991年，在第三届世界田径锦标赛上美国人鲍威尔跳出了8.95米，才宣告了新世界纪录的诞生。不过，这一弹指又是20年过去了，世界纪录依然未变，所以如今“比蒙障碍”看来也得改名叫“鲍威尔障碍”了……
跟跳高一样，跳远也是由助跑、起跳、腾空和落地这4个技术动作组成的。其实说起来，这两项运动还真有不少的相似性呢！比如二者都需要助跑，只是跳高的助跑只需7、8步，而跳远最长则有40米；再比如它们的运动轨迹都是抛物线，但跳高的抛物线角度比较大，跳远则比较小；还有空中姿态，二者也有不少相似但不相同的地方……既是如此，那我们就用前面的方法再来看一下跳远的力学原理吧！
按照规则，跳远成绩测量的是从离跳板最近的落地点到起跳线的垂直距离。如果我们把这个距离设为S，那么就有下面这个公式：
S=S1+S2+S3
S1：起跳线与离地瞬间身体重心投影点的距离；
S2：离地瞬间身体重心投影点到两脚落地时身体重心投影点的距离；
S3：落地时身体重心投影点与落地点之间的距离。由上面的公式可知，S1、S2和S3这3个参数的任何提高，都会对最终成绩S产生直接影响。所以接下来咱还是老规矩，分别讨论吧。首先看S1，它的大小主要取决于运动员的身材条件、起跳结束瞬间所处的身体姿势和起跳腿蹬地的角度。从先天的身体形态上来看，身高腿长的运动员依旧要占些便宜，这跟跳高是一样的；而从后天技术结构来看，为了增大S1，运动员必须在起跳结束瞬间，通过起跳腿的膝关节和踝关节充分蹬直和有力的摆臂摆腿，从而使身体处于合理的高重心姿势。
S2是三个距离中最长的一个，所以情况也最为复杂。大家都知道，跳远是一个斜抛物线运动，人体在水平方向做匀速直线运动，而在垂直方向做竖直上抛运动，两个方向的运动时间相同。如下图所示：
所以根据基本力学方程可以推算出水平射程（如有遗忘，请自行复习中学物理）。因此，咱们可以看出，我们跳远时的最佳起跳角度就是45度。不过，这是在忽略空气阻力的理想状态下得到的，而现实总是很残酷，咱们总不可能在真空环境里跳远吧？而且运动员在起跳那短暂的一瞬间会用力踏板，这会产生很大的垂直速度；再加上我们起跳瞬间身体重心的高度与落地瞬间的重心高度其实是不在同一水平面上的。因此，跳远的最佳起跳角度其实小于理论最佳角度，一般都是在30多度的样子。
OK，既然确定了起跳角度，那从上面的水平射程公式来看，与水平射程R成正比的参数就只剩下起跳速度V1了。而V1又是由水平初速度V0来决定的，要获得高的水平初速度，就得靠助跑。套用一句哲学名言：跑是跳的基础，跳是跑的发展与结果。所以，在其他条件不变的前提下，助跑跑得越快，自然就跳得越远。研究证明，助跑速度在决定跳远成绩的诸多因素里至少占70%。
有人为此还专门建立了一个物理模型，来分析不同初速度与最终成绩的关系。
从这个表可以看出，助跑越快，跳得越远。而最后一栏的11.5m/s，是百米飞人卡尔·刘易斯的极限速度。在这个助跑速度下，跳远运动员从理论上说可以跳到9.69m，比现有的世界纪录8.95m足足要超出74cm。所以，我们强烈呼吁博尔特同学改练跳远……
至于最后的S3，则主要取决于运动员在完成空中动作时的合理性。所以跳远运动根据其空中技术的不同，分为了蹲踞式、挺身式和走步式三种姿势。所谓“蹲踞式”，就是踏板起跳后依然在空中保持起跳的蹲踞姿势（不得不说，跟青蛙似的……），然后两腿在体前抬起伸直落入沙坑。而“挺身式”则是起跳后在空中将身体充分伸展并稍有挺身动作，而且为了使动作更加舒展自然连贯，两臂还要从身体两侧向下后方摆动，同时两膝微屈，保持身体在空中平衡滑行；当从滑行进入下落阶段时，两臂要从体侧往向上和向前绕环，同时两腿也由身后摆至身前，抬起伸直，最后落入沙坑。近年来有更多的人采用“走步式”。这种“空中漫步”有利于把助跑、起跳、腾空和落地协调而自然地结合为一个完整的连续动作。“走步式”和“挺身式”有些相似，只不过区别在于腾空后两臂的动作。“走步式”两臂的摆动和跑步时是一样的，都是以肩为轴，与同侧腿相反，与异侧腿一致做绕环动作，以保持身体的平衡，最后两腿抬起伸直，落入沙坑。
无论采取哪种空中动作，都是按个人保持在空中平衡的需要而产生的，谁好谁坏并不好说。而根据前面的推论，我们都已经知道—助跑才是王道，其他神马都是浮云……
注：咱这里说的跳远都是急行跳远，而立定跳远和三级跳远限于篇幅就暂不讨论了，有兴趣的童鞋可以自己再好好研究研究哦！
铁饼铁饼也是一项古老的运动，是古希腊人投掷石片的升级版。它和前面介绍过的跑步跳远，再加上标枪跟摔跤，合称古希腊“五项运动”。这五个运动带有很强的时代烙印，因为那时候的欧洲生产力水平还灰常低下，甚至木有农业，所以即便是号称欧洲文化发源地的希腊，老百姓日常生活的重心也都是狩猎。狩猎狩得多了，自然会分个高下，于是就有了五项运动。很显然，跑步跳远就是追逐猎物或者逃命用的，而标枪铁饼则是拿来放倒猎物；至于摔跤，那可能是关于猎物分配的一种手段吧……
铁饼的“饼”最初是个圆盘形的石块，后来随着技术的发展逐渐采用过木头、铜、铁和橡胶等材料进行制作。在古代，铁饼的重量并没有统一，轻重基本靠RP，所以那时的成绩完全不具有横向对比性。而到了近代，为了保证竞赛的公平性，国际田联做出规定：男子铁饼一律重2公斤，直径为22厘米；女子铁饼重1.5公斤，直径为18.1厘米。比赛时运动员在一个直径2.50米的圆圈里将饼掷出，而且只有当铁饼落在34.92度的扇形角度线内时成绩才有效。世界上第一个男子铁饼的正式成绩是在1896年的第一届奥运会上创造的，成绩为29.13米，此后年年都有提高，而如今的世界纪录已经到74.08米。
为啥铁饼成绩能在100多年里实现2.5倍的大跃进？难道现代人都是天生神力？当然不是，这问题还得从物理学的圆周运动原理说起。
所谓圆周运动，指的就是质点在以某个点为圆心、半径为r的圆周上运动时轨迹是圆周的运动。而跟圆周运动关系最密切的参数有两个，一个是角速度，另一个是线速度。角速度是半径转过的弧度（弧度制，360°=2π）和所用时间t的比值；线速度则是质点运动通过的弧长L与所用的时间t的比值。这两句话如果用物理学的方式来表达的话是这样的：
角速度ω=角度/t
线速度v=L/t
那么，由这2个公式就可以得知v=ωrOK，咱们看第二个问题。相信童鞋们在电视上都看过铁饼比赛吧？在比赛中，铁饼的飞行轨迹基本上是一个抛物线。如果我们把铁饼看成一个质点，由抛物线的水平射程公式（见跳远篇）可知，在空气阻力和出手角度不变时，射程与出手初速度V0成正比。
有了前面的理论基础，我们再回到最开始的那个大跃进问题吧！纵观历史，掷铁饼技术经历了原地投、侧向原地投、侧向旋转投、背向旋转投几个发展过程，而每一次改变都让我们投掷得更远。嗯，让我们一个个的来看，比如从原地投法变成侧向原地投法，人的身体更加靠后，所以铁饼做加速运动的距离更长，最终的出手速度也就更快，自然飞得更远。而从侧向原地投法到侧向和背向旋转投法，增加了旋转的技术。如果把运动员的躯干看成圆心，手臂为半径，那运动员投掷过程中的旋转动作实际上是一个质点（铁饼）绕圆心的变速（加速）圆周运动。在这个圆周动作里，质点的角速度ω在加速度作用（也就是运动员的发力）下越来越大，所以随着旋转圈数的增加，质点的线速度v也越来越大，最后铁饼出手的时候，铁饼的线速度v直接转变成了出手初速度V0。由于这种旋转投掷法的加速距离显然比不旋转的原地式要长得多，所以出手初速度V0也会大很多，于是乎，2.5倍的神话就诞生了。不过，需要补充说明一下的是，角速度ω并不会无限制地增加，原因有三：首先场地有限，只有区区2.5米直径的一个圆，踩线就GAME OVER了；其次是运动员力气有限，转太快离心力太大，铁饼一个抓不住脱手就杯具了；最后由于人体不是机器，多转几圈就会头昏眼花，别说投掷，估计连能不能站稳都是个问题，或者直接投向了相反的方向……
掷铁饼的力学原理虽然不复杂，不过整套动作还是很有技术含量的。它包含着跳跃能力（运动员在整个投掷过程中特别是最后用力阶段的爆发性动作）、跑动能力（运动员在投掷圈里快速旋转和移动）和投掷能力（最后发力阶段将尽可能大的力量作用于铁饼）。接下来，我们就一起来学习学习专业的铁饼技术动作吧（以右手选手为例）！
预摆：我们知道，要让静止物体动起来得费点力，物体越重越费力，这就是惯性作用。所以运动员为了获得预先速度，为旋转创造有利条件，会进行预摆。一般的方法是将持饼臂在体侧前后自然地大幅摆动，使身体扭转拉紧。
旋转：预摆结束后，积极地弯右腿蹬地，让上肢向左转动，同时把左膝外展，让体重由右脚向边屈边转的左腿移动；接着两腿积极转动，并以左脚前脚掌为轴，向投掷方向转动，身体也向投掷方向倾斜，同时别忘了投掷臂，让它在身后放松牵引铁饼；当左膝、左肩和头即将转向投掷方向时，右膝自然弯曲，以大腿发力带动整个腿绕左腿向投掷方向转扣，记住右脚离地不要过高；接着以左脚蹬地的力量推动身体向投掷圈的中心移动，右腿、右髋继续转扣；而当左脚蹬离地面，右腿要带动右髋快速内转下压，同时左腿屈膝迅速向右腿靠拢，左肩内扣，上体收腹，保持稍前倾；最后左脚积极后摆，以脚掌的内侧着地，落在投掷圈中线左侧圆圈前沿稍后的地方，让我们的身体处于最大限度的扭转拉紧状态，此时铁饼远远留在身体的右后方，左臂自然微屈于胸前。而这个奔放的动作，是为最后用力做准备的。
最后用力：当左脚着地时，右脚要继续蹬转，使右髋积极向投掷方向转动和前送；接着头向投掷方向转动，左臂微屈于胸前，胸部开始向前挺出，体重逐渐移向左腿；而当体重移向左腿时，右腿继续保持蹬伸用力，以爆发式的快速用力向前挺胸挥饼；与此同时，左腿迅速用力蹬伸，左肩制动，成左侧支撑，使身体右侧迅速向前转动，将全身的力量集中在铁饼上，当铁饼挥至右肩同高并稍前时，用小指到食指依次用力拨饼出手，使铁饼顺时针方向转动向前飞行。当铁饼出手以后，要及时交换两腿，让身体顺惯性左转，同时降低身体重心，这样才能维持身体平衡，不至于踩线前功尽弃。
虽然铁饼技术动作听上去很玄，不过其实只要下场练几把就会找到感觉。哦，对了，最后提醒一点，铁饼投掷动作完成后，必须要从投掷区半圆延长线的后面走出，否则成绩也是无效哦！
举重
“力拔山兮气盖世，时不利兮骓不逝。”
是的，这句话说的就是中国历史上的最强武将—项羽。据《史记·项羽本记》记载：“籍长八尺余，力能扛鼎，才气过人。”要知道，那个时代的一个鼎至少都有两三百公斤。所以，西楚霸王要是能穿越到今天，那绝对可以入选国家举重队，然后在奥运会上为祖国争金夺银，最后退役，当选地方体育局局长，享受正厅级待遇云云，也不至于落得个自刎乌江的下场。可见，还是社会主义好啊……自古以来，举重便是一项壮举，大力士们走到哪儿都备受尊敬，历代武考，举重也是必考项目。不光我华夏民族如此，老外们也一样。古希腊人用举大石头来锻炼和测验人的体力，古罗马人在棍子的两头扎上石块来训练士兵的体力，而公元前4000多年的古埃及绘画也记录了法老们举沙袋或其他重物来锻炼身体的场景。1877年，维也纳举办了有正式记载的世界上第一个举重比赛，除了正规的抓举和挺举，还有一些看上去灰常灰常彪悍的项目，比如说只用中指、牙齿或头发来“举”起重物。到了1896年，举重被列为在雅典举行的首届现代奥运会的正式比赛项目，不过当时还没有等级之分，不管运动员身材体重如何，反正谁举起的重量最大谁就是冠军。而到了今天，举重项目已经发展到8个级别，有挺举和抓举这两个正式比赛项目。（其实历史上还有过单手举和推举两种形式，但由于容易使运动员受伤，分别在1928年和1972年被取消了。）
看过举重比赛的童鞋应该都知道，同一个运动员的挺举成绩总是好于抓举。这是怎么回事呢？要回答这个问题，咱们还得从挺举和抓举的技术动作说起。先说挺举，它由提杠铃和上挺这两个动作组成的：首先两脚分开，下蹲，双手虎口相对握住杠铃，以一个连续动作一口气将杠铃从举重台上提起至胸口肩际上，然后站起来，两腿伸直，并保持两脚站在一条横线上，为上挺做准备；调整好以后，两腿以前后弓箭步分开，同时上挺发力，把置于胸上的杠铃举过头顶，最后收回双腿起立。
此时要求运动员保持两臂伸直，两脚站在一条横线上，杠铃和身体在同一垂直面，还要保持这个姿势在一个稳定状态，等裁判员发出白灯信号后才能放下杠铃。而抓举则是一个快速的连续动作：开始也是下蹲双手握杠，然后站立上提，但当杠铃提到与胸同高时，下蹲，使身体位于杠铃下，同时双臂伸直支撑杠铃，站立，两腿收回。当臂、腿完全伸直，两足站在一条横线上与躯干、杠铃保持在一垂直面上，并保持这个姿势在稳定状态，待裁判员发出白灯信号，才能将杠铃放下。
通过对比可以看出，抓举比挺举少了一个置于胸口上的“喘息”机会，要求一气呵成，所以技术难度更大，能举起的重量自然也要低一些。所以，举重并不是一个光凭力气大的运动，它的技术含量其实非常高。以抓举为例，运动员在发力时伸髋展体，依靠人体大肌群的力量克服杠铃的重量，并使杠铃获得向上的加速度。如果用力不当，杠铃就有可能因为上升速度太小而不能顺利地进入下蹲支撑阶段。所以只有采用正确的技术，运动员才能逼近人体的极限，举起那些不可思议的重量。如果从运动生物力学的角度来看，我们的发力动作可以简化为一个杠杆：分布在腰背部和腿部大肌群的肌力是动力，而杠铃的重量是阻力，第五腰椎则是支点。当髋关节角度发生变化时，力臂也会随之发生变化，所以如果角度合适，那么就能用较小的肌力克服较大的外负荷，举起更大的重量。
接下来，我们借助分析仪器对这个“杠杆”具体分析一下吧！首先看外负荷量和髋关节角度的关系，从图上可以看出，二者成正比，当髋关节角度从63度变化到180度时，外负荷量的值从1.397增加到2.266倍体重。
再看肌力与髋关节角度，二者同样成正比。当髋关节角度从63度增加到180度时，背肌肌力的值从13增加到19.27倍体重。最后第五腰椎的关节反力与髋关节角度的关系，这与肌力变化相近，也成正比，其值从12.73增加到了19.81倍体重。
由此可知，举重的发力过程中，髋关节角度与背肌肌力、外负荷成正比，而髋关节角度为180度时能克服的外阻力最大。所以举重运动员在发力过程中都要充分地伸展髋部，以减小阻力臂，提高肌力的作用效果。
除了角度，髋关节打开的时机也同样重要。为了更直观地说明这个问题，我们找到了两位75kg以上级的毛豆—悉尼奥运会冠军丁美媛和雅典奥运会冠军唐功红。下图是两位奥运冠军在一次队内实战模拟赛里的抓举技术参数。
对抓举来说，第一发力阶段时杠铃的提升主要靠蹬腿伸膝动作完成，髋关节过早打开参与提铃动作是导致技术动作失败的主要因素。从对比图可以看出，唐功红在这个阶段蹬腿动作不充分，而且过早打开髋关节，造成髋关节发力过早，从而影响了整个动作的质量。
而在第二发力阶段，杠铃的提升主要靠同时伸膝、伸髋的动作来完成，运动员的爆发力水平在这个阶段可得到充分体现。丁美媛在此阶段表现出时间比小、做功比大的特点，这说明丁美媛的抓举技术相当好。而唐功红在此阶段时间比过大，造成功率下降，影响了技术动作的发挥。而且从另外一个角度也表明，唐功红由于上一个阶段技术动作完成得不是很好，所以在这个阶段没能使膝关节和髋关节处于最佳发力位置，最终导致抓举130kg失败。怎么样，连奥运冠军都会翻船，可见这项运动并不是某些人想像中的只是“比力气大”吧？
不过，俗话说人外有人，天外有天。对一个世界级的举重运动员来说，他们通常能举起超过自己体重2.5-3倍的重量。像是在刚刚结束的广州亚运会上，我国的大力士张杰以挺举176kg，抓举145kg的成绩砍下男子62kg级的金牌，相当威猛。而自然界中的大力士比如蚂蚁—1只小小的蚂蚁，能够举起超过自身体重400倍的东西，还能够拖运超过自身体重1700倍的物体。这……这……这恐怕已经不能用威猛来形容了吧？好吧，神马都是浮云……
游泳
水是生命之源，地球有3/4的表面都被水所覆盖着，所以我们的日常生活就不可能不跟水打交道。而要跟水打交道，最直接的莫过于游泳了。据史料记载，古时候居住在江、河、湖、海一带的劳动人民，为了解决肚子问题要在水中捕鱼。俗话说没吃过猪肉也起码见过猪跑，他们看鱼和青蛙这些玩意在水中游动的动作看多了，逐渐就学会了游泳。可见，游泳不止是一个体育项目，更是一项生活技能。而且游泳还有很多好处：它可以显著增强心肌功能，游出一颗强而有力的心脏；还能改善人体的体温调节功能和内分泌功能，提高对疾病的抵抗力和免疫力；而且由于水的阻力大，所以游泳时消耗热量多，燃烧脂肪快，修身塑形效果相当到位；再加上人在游泳时，水的流动对肌肤、汗腺、脂肪腺都能起到很好的按摩作用，促进血液循环，让我们的皮肤光滑有弹性。何况，炎炎夏日无心睡眠之际，躺泳池边饱览环肥燕瘦也是一项广大人民群众喜闻乐见的活动嘛！
经过多年发展，游泳已经成为一项世界性的运动，而且有了很多种类。如果我们从用途上来划分的话，那大致可以分为实用游泳和竞技游泳两大类。所谓实用游泳，指的就是为了生产生活等进行的游泳，比如侧泳、潜泳、反蛙泳、踩水、救护、武装泅渡等等，他们不像竞技游泳那样有着严格的要求，所以实用游泳在技术上并不存在对与错，只在于姿势合理不合理或省力不省力。
至于竞技游泳就更好理解了，那就是用来参加比赛的，所以它对动作的规范性有明确的要求。自1896年的第一届奥运会被列入正式项目以来，竞技游泳发展到今天已有蛙泳、爬泳、仰泳、蝶泳四大泳姿，32个正式项目，是绝对的金牌大户。而各种国际大型比赛又不断推动着它的发展，使竞技游泳的技术动作更加完善，从而创造出一个又一个优异的成绩。
而在四大泳姿中，自由泳（freestyle）又是公认最快最省力的一种姿势。其实严格地说，自由泳并不是一种游泳姿势，这从它的英文名就可以看出，所以自由泳的竞赛规则对技术动作几乎没有任何的限制，你想怎么游都可以，只不过大多数游泳运动员在自由泳比赛时选择使用的都是爬泳，这种姿势结构合理，阻力小，速度均匀快速，时间一长，爬泳就成了自由泳的唯一姿势。既然如此，我们就来看看自由泳吧！
我们平时在游泳的时候，都是通过划水蹬腿这些动作对水产生作用力，同时水又对我们身体产生基本相同的反作用力，从而使人体向前运行。很显然，在单位时间内我们对水的作用力和速度越大，方向一致性越强，游速就越快。而游过自由泳的同学都知道，手臂动作是自由泳的主要动力来源。当我们划水时，一方面要克服水对人体前进时产生的阻力，另一方面又要想尽一切办法增强提高手臂对水形成的作用力。能找到这个矛盾中的最佳值，就能获得最高的划水效率。因为在自然界中任何形式的做功，最终都体现在“效率”这两个字上。有的人划水的频率很快，但由于划水的效率很低，所以还是游得很慢。从流体力学原理的角度来看，划水效率与4个因素有关：
1.手掌面积的大小；
2.手臂和手掌划水速度的快慢，也就是划动频率；
3.手掌划水行程的长短；
4.手掌的几何形状和划水角度的变化。
由于高水平的运动员的个体差异不大，因此第1、2种因素基本上可以忽略。所以我们在手臂长度的有限划水范围内要达到高效率的划水，就得增加实际划水行程和控制手掌形状。多年来，自由泳的划水动作变化不是很大，基本上就是小S型、直划型和大S型（当然，这里和明星大小S没有任何关系，如有雷同，纯属巧合）这三种，如下图a，b，c所示。
而我们根据流体力学的阻力公式又可知：X=1/2pCxSV2式中：
X—阻力（可认为是手掌划动时产生的推力）
p—流体密度
Cx—物体阻力系数
S—物体（手掌）面积
V—物体的运动速度
其中ρ是一个常数；C x指的是手臂和手掌划水时手形对水产生的阻力系数，虽然手形的变化会直接导致阻力系数的改变，但正确动作定型后也可看作是基本不变的数值；S是划水手臂手掌面积的大小，对同一个人来说可视为定值。所以，只有速度V的变化对划水产生的作用力的改变最为明显。而从图上可以看出，大S型的划水行程显然最长。在单位时间内划水的行程越长，速度V自然就越快（我们假设选手的划水频率基本相同），所以由此产生的作用力是与划水速度的平方成正比的增大。而这样大的作用力作用于人体，游速当然就快了。不过大S型划水动作对人的肌力要求很高，所以多为专业高手采用；而更多的业余爱好者们采用的大都是小S型游法，如果你天赋神力，不妨试试大S哦！
除了划水动作的形成，划水时手掌的手型也很重要。一般来说有自由式、平展式和翼型式三种。那到底孰优孰劣呢？我们知道，物体在水中的阻力与它外部的几何形状有着密切的关系，根据流体力学的升力公式：
Y=1/2pCySV2式中：
Y—升力
p—流体密度
Cy—物体升力系数
S—物体（手掌）面积
V—物体的运动速度
由此可知，在ρ、S和V保持不变的前提下，升力系数Cy直接决定了升力的大小，这一点对提高手臂划水的工作效率，增大推力是非常关键的。很显然，翼型式的升力系数最大，这跟飞机机翼的原理是一样的。如下图所示。而自由式手型所产生的作用力最为分散，是最不可取的，童鞋们划水的时候可要注意。
最后再说说自由泳的打腿吧！在60年代以前，运动员一般都是两臂轮流划水1次就打腿6次。后来的研究证明打腿的能量消耗比划臂要大得多，但推动身体前进的动力却主要来自手臂的划水动作。所以现在中长距离主流游法的打腿动作已减少为2次或4次，只有在短距离中多数运动员还保持着6次打腿的传统方法。
看了这么多专业的知识后，咱们也不禁有些惊讶，原来几个简单的动作背后竟然藏着这么多科技含量。俗话说：水能载舟，亦能覆舟。运动也是一样，合理的运动姿势，正确的运动方法可以达到强身健体之功效，相反，不正确地运动也可能会导致相反的效果，不仅未能达到锻炼的目的，还有可能会损伤机体。人体的运动系统是由骨、关节、肌肉组成的，其主要功能是使人体运动，正确的运动姿势可以使身体更敏捷，力量更大，更具有良好的效率及达到健美的效果（澄清：整体运动并不能帮助大家减肥，看看那时游泳爱好者就明白了。不同的运动只会锻炼身体某个部位的肌肉，达到的也是健美的效果）。也许有人会说了，介绍的运动就是运动员要做的，根本就不是咱们平时常见的运动，在这里，《G e ek》要申明：咱们只是随机选择了几项运动介绍以达到抛砖引玉的效果，目的是想告诉大家运动背后所包含的科学知识，如果各位有兴趣或对某一项运动特别钟爱的话也可以自行研究，说不定按照标准一练就得到事半功倍的效果，一练还练进了市、省体校，练到XXXX的舞台上。
……
看到这里，估计该有不少童鞋已经蠢蠢欲动了吧？别急，既然我们是Geek，做事好歹拿出点Geek精神嘛！大家手上的每本《Geek》杂志的封面都写着一句话：“以专业的态度对待生活中的科技”。体育运动是不是科技？当然是！而且它的技术含量还很高呢！为啥运动员比咱们跑得快飞得高跳得远、能在奥运和亚运的金牌榜上让老外们内牛满面？还不是因为两个字—专业！只有专业，才能最大限度地发挥人体潜能，才能更高更快更强。对我们普通人来说，要求虽然没这么高，但同一个动作如果做的时候姿势或力道不正确，那不但达不到锻炼的目的，甚至还可能会对咱们的身体造成伤害呢！所以，《Geek》今天就准备以专业的态度来告诉大家：运动到底该怎么动！
跑步
体育运动有无数种，不过要说最简单、最经济、最容易开展、最不受限制的运动，那绝对是跑步。不过首先需要说明的是，咱们这儿说的跑步运动，主要指的是中长跑（百米之类的短跑实在过于暴烈，显然不适合日常的锻炼运动，故暂不讨论）。所谓中长跑，按照奥运会的田径比赛分类，指的是800米及以上的径赛项目。其中800米及1500米叫中距离跑，而3000米及以上的项目就属于长距离跑了。
也许有童鞋会说了，跑步谁不会啊，撒开脚丫子跑不就得了？确实，由于跑步这项运动实在太过于大众化，所以大多数人都不知道它其实是有着很高的技术含量的。平时电视里转播的中长跑比赛，无非都是一帮看上去又黑又干又瘦的家伙迈着小碎步，无聊地围着操场一圈圈的跑，让人一看就想换台。其实我们只要仔细观察观察就会发现，这些运动员跑的时候上身都保持着挺直，双手放松并有节奏地小幅摆动；他们脚部着地时也不是平时咱走路的那种后跟先着地再滚动到脚趾的方式，而是用脚前掌或整只脚着地；而且这些人跑起来步子都很轻，步幅也很小。Why？为啥他们要采用这种既不彪悍也不肌肉、看上去相当不给力的跑法捏？
要回答这个专业的问题，咱们自然也得拿出专业的态度。从运动力学看，跑步运动是由手部动作和腿部动作组成的，其中以腿为主，手为辅。我们先说手吧，手部动作的主要作用是平冲来自腿部动作而产生的角动量，而且在一定程度上还能提升我们的身体重心（约10%）。注意，我们在跑步的时候手向前不应高于肩膀，向后也别超过屁股后一脚长的距离，而且还要避免左右扭动，这样才能获得最大的合力把身体向前推进。（由此可见，樱木花道同学和漩涡鸣人同学在奔跑时的手部动作都是错误的，咱们又真相了！）
相对于手部，腿部动作就复杂多了。它是一种循环动作，可分为三个阶段：支撑阶段、蹬地阶段、撤消阶段。支撑阶段由脚着地的一刻开始，直至人体的重心向前移过着地点后结束。那么着地时为啥要用前脚掌着地呢？我们不妨用物理学原理来解释这个问题。如果采用脚跟着地法，那么我们的脚跟在着地的一刹那，由于摩擦力作用，先将速度降为了0；但我们的躯干由于惯性作用（牛顿第一定律）仍会继续向前运动，这时脚部的着地部位由脚跟过渡到全脚掌；而惯性形成的这股向前作用力，自然会通过脚部施加于地面上，而根据牛顿第三定律，地面也会施加给人体一个相反方向的力，从而减慢了我们向前的速度。相反，如果是前脚掌着地的话，脚掌着地后才过渡到全脚触地，这样地面就会给我们一个向前的反作用力，从而更快地向前推进（童鞋们只要好好体会下“向前蹬”和“往后踩”的感觉就全明白了）。基于这个原理，我们自然也不难理解为啥中长跑的步幅不能太大，脚着地的位置应该尽量接近我们身体重心在地上的投影点了。支撑阶段一结束，便会进入蹬地阶段，我们通过用力蹬伸髋、膝、踝关节，并向下、向后用力把身体推离地面，直到蹬地腿的脚部离开地面为止。撤消阶段是指脚部蹬离地面后，被送前并准备下一次着地的一段期间。在这个阶段里，支撑腿蹬离地面后小腿应该迅速向上靠拢大腿，脚部应尽量贴近臀部，从而把腿的转动惯量降到最低；还可以增加角速度，使腿可以更迅速地向前摆出，准备着地，如此往复，循环向前。
TIPS：跑前三件事—热身、一双好鞋和坚持的决心。
跳高跳高起源于英国，是体操运动的衍生品，现在是奥运会田径比赛的正式项目。不过对这项运动我们感觉相当无语：往好的方面说，跳高是一项征服高度的运动，是人类不屈不挠，勇攀高峰的象征；往不好的方面说，它又是一个失败者的运动，因为每次比赛跳高运动员在跳过一个高度以后，还要向新的高度发起冲击，直到跳不过去为止，唉，这不能不说是一个杯具……
不管怎么说，跳高都是一个有趣的运动。打十九世纪末被列为奥运会比赛项目以来，跳高的技术就在不断的进步，各种跳高姿势层出不穷，世界纪录的横杆高度也被升得越来越高。1864年，英国运动员罗伯特·柯奇以“跨越式”的动作创造了田径史册的第一个跳高世界纪录—1.7米（这种姿势童鞋们在中学体育课上估计都体验过）。1895年，美国人斯维尼对“跨越式”进行了改进，他的技术特点在于过杆时身体急速侧向转体而且两腿交叉有如剪刀，也就是所谓的“剪式”跳法，而“剪刀手”斯维尼也只创造了1.97米的新世界纪录。到了1912年，另一个美国运动员霍林在斯坦福大学田径赛上采用了一种左侧斜向助跑，过杆时以身体左侧滚过横杆的全新技术，他自己把这种技术命名为“滚式”，凭借这种技术，霍林夺得了比赛冠军，同时也使人类首次越过了2米的高度。1923年，苏联运动员伏洛佐夫又创造出“俯卧式”的跳高技术，这种新型技术动作很快就被人们所接受，在接下来的几十年里都处于绝对的垄断地位，而世界记录也最终被定格在了2.2米的高度。
直到1968年的第19届奥运会上，一个叫福斯贝里的美国小伙子以一个面朝上背朝下的古怪动作华丽丽地飞过了2.24米的横杆，在创造新的奥运会纪录的同时，也宣告“背越式”过杆技术的来临。在此后的十余年里，“俯”“背”之争也一直没有个结果。这种情况一直持续到了第22届莫斯科奥运会，联邦德国运动员韦希格以背越式技术一举征服了2.36米，击败了当时其他所有采用“俯卧式”的选手。从此以后，世界闭嘴了，背越式技术完全占据了跳高技术的统治地位并延续至今。如今的跳高世界纪录是由古巴运动员索托马约尔所保持的，足足有2.45米呢！
跳高技术在短短100多年间就历经了这么多次变革，那为什么每一次改变都能让人类跳得更高呢？咱们得严肃对待这个问题，因为这里面的水可深着呢。不管采用哪种姿势，跳高都是由助跑、起跳、过杆和落地这四个基本阶段组成的。所以，从物理学的角度来看，跳高无非就是一个把跑转变为跳，由支撑转变为腾空，由水平位移转变为抛射运动的过程。那么，我们跳高时能跃过的高度就可以用下面这个公式来表示：
H=H1+H2±H3
H：人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与横杆之间的距离由这个公式可以看出，跳高成绩与H1、H2、H3这3个参数有直接关系。
咱们先看H1，这个高度取决于两个因素：一是运动员的身体形态，也就是身材，个子高的人重心自然也高；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，如果我们在起跳的时候两臂和摆动腿充分的向上高摆、提肩、拔腰，让整个身体最大限度的向上伸展，就能显著提高身体的重心位置。
再来看H3。对于一次成功的跳高来说，人体重心腾起的最高点肯定是高于横杆高度的。因此，H3的值自然越小越好（不过这个小也是有限度的，要是H3成了负值，那就意味着你已经可耻地撞杆了……）。那么实现H3的理想条件又是什么呢？这主要取决于我们的过杆动作和身体处于杆上的姿势。其实跳高技术的发展说白了就是过杆动作的发展，运动员过杆时采用各种奇奇怪怪的动作无非都是为了更好地利用已获得的腾空高度以越过更高的横杆。从最原始的跨越式到现在主流的背越式，运动员过杆时身体重心跟横杆的距离已经大大减小了。所以说，H3是衡量过杆动作优劣的主要标准。
H1和H3都是提高跳高成绩不可忽视的因素，但是决定跳高成绩最主要的条件却是H2。毕竟这是跳高比赛，孰优孰劣得跳了再说，否则不如大家比比重心高度然后姚明直接获胜算了。跳高虽然属于垂直跳跃项目，但实际上我们身体重心的运行轨迹却是一条抛物线。根据抛物线运动的原理，决定H2的唯一因素就是起跳瞬间的垂直速度。不过，人又不是跳蚤，我们得助跑。从力学原理来说，起跳的垂直速度既依赖于弹跳力，又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，获得的腾起高度就越大。不过，得经过长期的训练，才能使腿部的伸肌群更为发达，能输出更大的功率，从而获得更大的垂直速度。
而当我们通过助跑起跳腾空离地后，由抛物线原理可知，此后在空中不管做什么动作都改变不了身体重心的运动轨迹。那么，跳高运动员的那些空中动作岂不是成了一个笑话？当然不是。我们首先来看看背越式的过杆动作分解吧！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。在这个过程中，运动员为了尽可能地利用重心的腾起高度过杆，所以当身体的某一部分还在杆上时，其它部分的肢体就必须尽量垂在横杆之下。比如头和肩部过杆后立即下沉，这样相应地就能升高腰背躯干，而人体总重心在空中的位置依然不变。
而这就是背越式跳高技术中相当重要的空中补偿运动，也是背越式跳法的最大亮点所在。除了这种纯人肉式的跳高，还有一种童鞋们也非常熟悉的跳高，也就是撑杆跳高。这种跳高方式无非就是将撑杆的弹性势能转化为人体的动能，从而获得腾起初速度；而过杆的原理跟人肉式大同小异，欢迎有兴趣的同学自行研究哦！
跳远
说起跳远，那绝对要算是人类最古老的竞技项目了。这项运动源于当时人类猎取或逃避野兽时跨越河沟的动作，早在公元前708年的古希腊时期，奥林匹克的“五项运动”里就有跳远。而现代跳远运动则是始于英国，第一个有记载的男子跳远世界纪录也是由英国人麦切尔在1864年创造的，成绩为5.48米。1968年，美国人比蒙在墨西哥城的第19届奥运会上惊天一跳，不但以8.90米的成绩轻松拿下金牌，还创造了新的世界纪录。然而，这个8.90米的成绩竟然一保持就是20多年而无人能破，所以也被称为“比蒙障碍”。直到1991年，在第三届世界田径锦标赛上美国人鲍威尔跳出了8.95米，才宣告了新世界纪录的诞生。不过，这一弹指又是20年过去了，世界纪录依然未变，所以如今“比蒙障碍”看来也得改名叫“鲍威尔障碍”了……
跟跳高一样，跳远也是由助跑、起跳、腾空和落地这4个技术动作组成的。其实说起来，这两项运动还真有不少的相似性呢！比如二者都需要助跑，只是跳高的助跑只需7、8步，而跳远最长则有40米；再比如它们的运动轨迹都是抛物线，但跳高的抛物线角度比较大，跳远则比较小；还有空中姿态，二者也有不少相似但不相同的地方……既是如此，那我们就用前面的方法再来看一下跳远的力学原理吧！
按照规则，跳远成绩测量的是从离跳板最近的落地点到起跳线的垂直距离。如果我们把这个距离设为S，那么就有下面这个公式：
S=S1+S2+S3
S1：起跳线与离地瞬间身体重心投影点的距离；
S2：离地瞬间身体重心投影点到两脚落地时身体重心投影点的距离；
S3：落地时身体重心投影点与落地点之间的距离。由上面的公式可知，S1、S2和S3这3个参数的任何提高，都会对最终成绩S产生直接影响。所以接下来咱还是老规矩，分别讨论吧。首先看S1，它的大小主要取决于运动员的身材条件、起跳结束瞬间所处的身体姿势和起跳腿蹬地的角度。从先天的身体形态上来看，身高腿长的运动员依旧要占些便宜，这跟跳高是一样的；而从后天技术结构来看，为了增大S1，运动员必须在起跳结束瞬间，通过起跳腿的膝关节和踝关节充分蹬直和有力的摆臂摆腿，从而使身体处于合理的高重心姿势。
S2是三个距离中最长的一个，所以情况也最为复杂。大家都知道，跳远是一个斜抛物线运动，人体在水平方向做匀速直线运动，而在垂直方向做竖直上抛运动，两个方向的运动时间相同。如下图所示：
所以根据基本力学方程可以推算出水平射程（如有遗忘，请自行复习中学物理）。因此，咱们可以看出，我们跳远时的最佳起跳角度就是45度。不过，这是在忽略空气阻力的理想状态下得到的，而现实总是很残酷，咱们总不可能在真空环境里跳远吧？而且运动员在起跳那短暂的一瞬间会用力踏板，这会产生很大的垂直速度；再加上我们起跳瞬间身体重心的高度与落地瞬间的重心高度其实是不在同一水平面上的。因此，跳远的最佳起跳角度其实小于理论最佳角度，一般都是在30多度的样子。
OK，既然确定了起跳角度，那从上面的水平射程公式来看，与水平射程R成正比的参数就只剩下起跳速度V1了。而V1又是由水平初速度V0来决定的，要获得高的水平初速度，就得靠助跑。套用一句哲学名言：跑是跳的基础，跳是跑的发展与结果。所以，在其他条件不变的前提下，助跑跑得越快，自然就跳得越远。研究证明，助跑速度在决定跳远成绩的诸多因素里至少占70%。
有人为此还专门建立了一个物理模型，来分析不同初速度与最终成绩的关系。
从这个表可以看出，助跑越快，跳得越远。而最后一栏的11.5m/s，是百米飞人卡尔·刘易斯的极限速度。在这个助跑速度下，跳远运动员从理论上说可以跳到9.69m，比现有的世界纪录8.95m足足要超出74cm。所以，我们强烈呼吁博尔特同学改练跳远……
至于最后的S3，则主要取决于运动员在完成空中动作时的合理性。所以跳远运动根据其空中技术的不同，分为了蹲踞式、挺身式和走步式三种姿势。所谓“蹲踞式”，就是踏板起跳后依然在空中保持起跳的蹲踞姿势（不得不说，跟青蛙似的……），然后两腿在体前抬起伸直落入沙坑。而“挺身式”则是起跳后在空中将身体充分伸展并稍有挺身动作，而且为了使动作更加舒展自然连贯，两臂还要从身体两侧向下后方摆动，同时两膝微屈，保持身体在空中平衡滑行；当从滑行进入下落阶段时，两臂要从体侧往向上和向前绕环，同时两腿也由身后摆至身前，抬起伸直，最后落入沙坑。近年来有更多的人采用“走步式”。这种“空中漫步”有利于把助跑、起跳、腾空和落地协调而自然地结合为一个完整的连续动作。“走步式”和“挺身式”有些相似，只不过区别在于腾空后两臂的动作。“走步式”两臂的摆动和跑步时是一样的，都是以肩为轴，与同侧腿相反，与异侧腿一致做绕环动作，以保持身体的平衡，最后两腿抬起伸直，落入沙坑。
无论采取哪种空中动作，都是按个人保持在空中平衡的需要而产生的，谁好谁坏并不好说。而根据前面的推论，我们都已经知道—助跑才是王道，其他神马都是浮云……
注：咱这里说的跳远都是急行跳远，而立定跳远和三级跳远限于篇幅就暂不讨论了，有兴趣的童鞋可以自己再好好研究研究哦！
铁饼铁饼也是一项古老的运动，是古希腊人投掷石片的升级版。它和前面介绍过的跑步跳远，再加上标枪跟摔跤，合称古希腊“五项运动”。这五个运动带有很强的时代烙印，因为那时候的欧洲生产力水平还灰常低下，甚至木有农业，所以即便是号称欧洲文化发源地的希腊，老百姓日常生活的重心也都是狩猎。狩猎狩得多了，自然会分个高下，于是就有了五项运动。很显然，跑步跳远就是追逐猎物或者逃命用的，而标枪铁饼则是拿来放倒猎物；至于摔跤，那可能是关于猎物分配的一种手段吧……
铁饼的“饼”最初是个圆盘形的石块，后来随着技术的发展逐渐采用过木头、铜、铁和橡胶等材料进行制作。在古代，铁饼的重量并没有统一，轻重基本靠RP，所以那时的成绩完全不具有横向对比性。而到了近代，为了保证竞赛的公平性，国际田联做出规定：男子铁饼一律重2公斤，直径为22厘米；女子铁饼重1.5公斤，直径为18.1厘米。比赛时运动员在一个直径2.50米的圆圈里将饼掷出，而且只有当铁饼落在34.92度的扇形角度线内时成绩才有效。世界上第一个男子铁饼的正式成绩是在1896年的第一届奥运会上创造的，成绩为29.13米，此后年年都有提高，而如今的世界纪录已经到74.08米。
为啥铁饼成绩能在100多年里实现2.5倍的大跃进？难道现代人都是天生神力？当然不是，这问题还得从物理学的圆周运动原理说起。
所谓圆周运动，指的就是质点在以某个点为圆心、半径为r的圆周上运动时轨迹是圆周的运动。而跟圆周运动关系最密切的参数有两个，一个是角速度，另一个是线速度。角速度是半径转过的弧度（弧度制，360°=2π）和所用时间t的比值；线速度则是质点运动通过的弧长L与所用的时间t的比值。这两句话如果用物理学的方式来表达的话是这样的：
角速度ω=角度/t
线速度v=L/t
那么，由这2个公式就可以得知v=ωrOK，咱们看第二个问题。相信童鞋们在电视上都看过铁饼比赛吧？在比赛中，铁饼的飞行轨迹基本上是一个抛物线。如果我们把铁饼看成一个质点，由抛物线的水平射程公式（见跳远篇）可知，在空气阻力和出手角度不变时，射程与出手初速度V0成正比。
有了前面的理论基础，我们再回到最开始的那个大跃进问题吧！纵观历史，掷铁饼技术经历了原地投、侧向原地投、侧向旋转投、背向旋转投几个发展过程，而每一次改变都让我们投掷得更远。嗯，让我们一个个的来看，比如从原地投法变成侧向原地投法，人的身体更加靠后，所以铁饼做加速运动的距离更长，最终的出手速度也就更快，自然飞得更远。而从侧向原地投法到侧向和背向旋转投法，增加了旋转的技术。如果把运动员的躯干看成圆心，手臂为半径，那运动员投掷过程中的旋转动作实际上是一个质点（铁饼）绕圆心的变速（加速）圆周运动。在这个圆周动作里，质点的角速度ω在加速度作用（也就是运动员的发力）下越来越大，所以随着旋转圈数的增加，质点的线速度v也越来越大，最后铁饼出手的时候，铁饼的线速度v直接转变成了出手初速度V0。由于这种旋转投掷法的加速距离显然比不旋转的原地式要长得多，所以出手初速度V0也会大很多，于是乎，2.5倍的神话就诞生了。不过，需要补充说明一下的是，角速度ω并不会无限制地增加，原因有三：首先场地有限，只有区区2.5米直径的一个圆，踩线就GAME OVER了；其次是运动员力气有限，转太快离心力太大，铁饼一个抓不住脱手就杯具了；最后由于人体不是机器，多转几圈就会头昏眼花，别说投掷，估计连能不能站稳都是个问题，或者直接投向了相反的方向……
掷铁饼的力学原理虽然不复杂，不过整套动作还是很有技术含量的。它包含着跳跃能力（运动员在整个投掷过程中特别是最后用力阶段的爆发性动作）、跑动能力（运动员在投掷圈里快速旋转和移动）和投掷能力（最后发力阶段将尽可能大的力量作用于铁饼）。接下来，我们就一起来学习学习专业的铁饼技术动作吧（以右手选手为例）！
预摆：我们知道，要让静止物体动起来得费点力，物体越重越费力，这就是惯性作用。所以运动员为了获得预先速度，为旋转创造有利条件，会进行预摆。一般的方法是将持饼臂在体侧前后自然地大幅摆动，使身体扭转拉紧。
旋转：预摆结束后，积极地弯右腿蹬地，让上肢向左转动，同时把左膝外展，让体重由右脚向边屈边转的左腿移动；接着两腿积极转动，并以左脚前脚掌为轴，向投掷方向转动，身体也向投掷方向倾斜，同时别忘了投掷臂，让它在身后放松牵引铁饼；当左膝、左肩和头即将转向投掷方向时，右膝自然弯曲，以大腿发力带动整个腿绕左腿向投掷方向转扣，记住右脚离地不要过高；接着以左脚蹬地的力量推动身体向投掷圈的中心移动，右腿、右髋继续转扣；而当左脚蹬离地面，右腿要带动右髋快速内转下压，同时左腿屈膝迅速向右腿靠拢，左肩内扣，上体收腹，保持稍前倾；最后左脚积极后摆，以脚掌的内侧着地，落在投掷圈中线左侧圆圈前沿稍后的地方，让我们的身体处于最大限度的扭转拉紧状态，此时铁饼远远留在身体的右后方，左臂自然微屈于胸前。而这个奔放的动作，是为最后用力做准备的。
最后用力：当左脚着地时，右脚要继续蹬转，使右髋积极向投掷方向转动和前送；接着头向投掷方向转动，左臂微屈于胸前，胸部开始向前挺出，体重逐渐移向左腿；而当体重移向左腿时，右腿继续保持蹬伸用力，以爆发式的快速用力向前挺胸挥饼；与此同时，左腿迅速用力蹬伸，左肩制动，成左侧支撑，使身体右侧迅速向前转动，将全身的力量集中在铁饼上，当铁饼挥至右肩同高并稍前时，用小指到食指依次用力拨饼出手，使铁饼顺时针方向转动向前飞行。当铁饼出手以后，要及时交换两腿，让身体顺惯性左转，同时降低身体重心，这样才能维持身体平衡，不至于踩线前功尽弃。
虽然铁饼技术动作听上去很玄，不过其实只要下场练几把就会找到感觉。哦，对了，最后提醒一点，铁饼投掷动作完成后，必须要从投掷区半圆延长线的后面走出，否则成绩也是无效哦！
举重
“力拔山兮气盖世，时不利兮骓不逝。”
是的，这句话说的就是中国历史上的最强武将—项羽。据《史记·项羽本记》记载：“籍长八尺余，力能扛鼎，才气过人。”要知道，那个时代的一个鼎至少都有两三百公斤。所以，西楚霸王要是能穿越到今天，那绝对可以入选国家举重队，然后在奥运会上为祖国争金夺银，最后退役，当选地方体育局局长，享受正厅级待遇云云，也不至于落得个自刎乌江的下场。可见，还是社会主义好啊……自古以来，举重便是一项壮举，大力士们走到哪儿都备受尊敬，历代武考，举重也是必考项目。不光我华夏民族如此，老外们也一样。古希腊人用举大石头来锻炼和测验人的体力，古罗马人在棍子的两头扎上石块来训练士兵的体力，而公元前4000多年的古埃及绘画也记录了法老们举沙袋或其他重物来锻炼身体的场景。1877年，维也纳举办了有正式记载的世界上第一个举重比赛，除了正规的抓举和挺举，还有一些看上去灰常灰常彪悍的项目，比如说只用中指、牙齿或头发来“举”起重物。到了1896年，举重被列为在雅典举行的首届现代奥运会的正式比赛项目，不过当时还没有等级之分，不管运动员身材体重如何，反正谁举起的重量最大谁就是冠军。而到了今天，举重项目已经发展到8个级别，有挺举和抓举这两个正式比赛项目。（其实历史上还有过单手举和推举两种形式，但由于容易使运动员受伤，分别在1928年和1972年被取消了。）
看过举重比赛的童鞋应该都知道，同一个运动员的挺举成绩总是好于抓举。这是怎么回事呢？要回答这个问题，咱们还得从挺举和抓举的技术动作说起。先说挺举，它由提杠铃和上挺这两个动作组成的：首先两脚分开，下蹲，双手虎口相对握住杠铃，以一个连续动作一口气将杠铃从举重台上提起至胸口肩际上，然后站起来，两腿伸直，并保持两脚站在一条横线上，为上挺做准备；调整好以后，两腿以前后弓箭步分开，同时上挺发力，把置于胸上的杠铃举过头顶，最后收回双腿起立。
此时要求运动员保持两臂伸直，两脚站在一条横线上，杠铃和身体在同一垂直面，还要保持这个姿势在一个稳定状态，等裁判员发出白灯信号后才能放下杠铃。而抓举则是一个快速的连续动作：开始也是下蹲双手握杠，然后站立上提，但当杠铃提到与胸同高时，下蹲，使身体位于杠铃下，同时双臂伸直支撑杠铃，站立，两腿收回。当臂、腿完全伸直，两足站在一条横线上与躯干、杠铃保持在一垂直面上，并保持这个姿势在稳定状态，待裁判员发出白灯信号，才能将杠铃放下。
通过对比可以看出，抓举比挺举少了一个置于胸口上的“喘息”机会，要求一气呵成，所以技术难度更大，能举起的重量自然也要低一些。所以，举重并不是一个光凭力气大的运动，它的技术含量其实非常高。以抓举为例，运动员在发力时伸髋展体，依靠人体大肌群的力量克服杠铃的重量，并使杠铃获得向上的加速度。如果用力不当，杠铃就有可能因为上升速度太小而不能顺利地进入下蹲支撑阶段。所以只有采用正确的技术，运动员才能逼近人体的极限，举起那些不可思议的重量。如果从运动生物力学的角度来看，我们的发力动作可以简化为一个杠杆：分布在腰背部和腿部大肌群的肌力是动力，而杠铃的重量是阻力，第五腰椎则是支点。当髋关节角度发生变化时，力臂也会随之发生变化，所以如果角度合适，那么就能用较小的肌力克服较大的外负荷，举起更大的重量。
接下来，我们借助分析仪器对这个“杠杆”具体分析一下吧！首先看外负荷量和髋关节角度的关系，从图上可以看出，二者成正比，当髋关节角度从63度变化到180度时，外负荷量的值从1.397增加到2.266倍体重。
再看肌力与髋关节角度，二者同样成正比。当髋关节角度从63度增加到180度时，背肌肌力的值从13增加到19.27倍体重。最后第五腰椎的关节反力与髋关节角度的关系，这与肌力变化相近，也成正比，其值从12.73增加到了19.81倍体重。
由此可知，举重的发力过程中，髋关节角度与背肌肌力、外负荷成正比，而髋关节角度为180度时能克服的外阻力最大。所以举重运动员在发力过程中都要充分地伸展髋部，以减小阻力臂，提高肌力的作用效果。
除了角度，髋关节打开的时机也同样重要。为了更直观地说明这个问题，我们找到了两位75kg以上级的毛豆—悉尼奥运会冠军丁美媛和雅典奥运会冠军唐功红。下图是两位奥运冠军在一次队内实战模拟赛里的抓举技术参数。
对抓举来说，第一发力阶段时杠铃的提升主要靠蹬腿伸膝动作完成，髋关节过早打开参与提铃动作是导致技术动作失败的主要因素。从对比图可以看出，唐功红在这个阶段蹬腿动作不充分，而且过早打开髋关节，造成髋关节发力过早，从而影响了整个动作的质量。
而在第二发力阶段，杠铃的提升主要靠同时伸膝、伸髋的动作来完成，运动员的爆发力水平在这个阶段可得到充分体现。丁美媛在此阶段表现出时间比小、做功比大的特点，这说明丁美媛的抓举技术相当好。而唐功红在此阶段时间比过大，造成功率下降，影响了技术动作的发挥。而且从另外一个角度也表明，唐功红由于上一个阶段技术动作完成得不是很好，所以在这个阶段没能使膝关节和髋关节处于最佳发力位置，最终导致抓举130kg失败。怎么样，连奥运冠军都会翻船，可见这项运动并不是某些人想像中的只是“比力气大”吧？
不过，俗话说人外有人，天外有天。对一个世界级的举重运动员来说，他们通常能举起超过自己体重2.5-3倍的重量。像是在刚刚结束的广州亚运会上，我国的大力士张杰以挺举176kg，抓举145kg的成绩砍下男子62kg级的金牌，相当威猛。而自然界中的大力士比如蚂蚁—1只小小的蚂蚁，能够举起超过自身体重400倍的东西，还能够拖运超过自身体重1700倍的物体。这……这……这恐怕已经不能用威猛来形容了吧？好吧，神马都是浮云……
游泳
水是生命之源，地球有3/4的表面都被水所覆盖着，所以我们的日常生活就不可能不跟水打交道。而要跟水打交道，最直接的莫过于游泳了。据史料记载，古时候居住在江、河、湖、海一带的劳动人民，为了解决肚子问题要在水中捕鱼。俗话说没吃过猪肉也起码见过猪跑，他们看鱼和青蛙这些玩意在水中游动的动作看多了，逐渐就学会了游泳。可见，游泳不止是一个体育项目，更是一项生活技能。而且游泳还有很多好处：它可以显著增强心肌功能，游出一颗强而有力的心脏；还能改善人体的体温调节功能和内分泌功能，提高对疾病的抵抗力和免疫力；而且由于水的阻力大，所以游泳时消耗热量多，燃烧脂肪快，修身塑形效果相当到位；再加上人在游泳时，水的流动对肌肤、汗腺、脂肪腺都能起到很好的按摩作用，促进血液循环，让我们的皮肤光滑有弹性。何况，炎炎夏日无心睡眠之际，躺泳池边饱览环肥燕瘦也是一项广大人民群众喜闻乐见的活动嘛！
经过多年发展，游泳已经成为一项世界性的运动，而且有了很多种类。如果我们从用途上来划分的话，那大致可以分为实用游泳和竞技游泳两大类。所谓实用游泳，指的就是为了生产生活等进行的游泳，比如侧泳、潜泳、反蛙泳、踩水、救护、武装泅渡等等，他们不像竞技游泳那样有着严格的要求，所以实用游泳在技术上并不存在对与错，只在于姿势合理不合理或省力不省力。
至于竞技游泳就更好理解了，那就是用来参加比赛的，所以它对动作的规范性有明确的要求。自1896年的第一届奥运会被列入正式项目以来，竞技游泳发展到今天已有蛙泳、爬泳、仰泳、蝶泳四大泳姿，32个正式项目，是绝对的金牌大户。而各种国际大型比赛又不断推动着它的发展，使竞技游泳的技术动作更加完善，从而创造出一个又一个优异的成绩。
而在四大泳姿中，自由泳（freestyle）又是公认最快最省力的一种姿势。其实严格地说，自由泳并不是一种游泳姿势，这从它的英文名就可以看出，所以自由泳的竞赛规则对技术动作几乎没有任何的限制，你想怎么游都可以，只不过大多数游泳运动员在自由泳比赛时选择使用的都是爬泳，这种姿势结构合理，阻力小，速度均匀快速，时间一长，爬泳就成了自由泳的唯一姿势。既然如此，我们就来看看自由泳吧！
我们平时在游泳的时候，都是通过划水蹬腿这些动作对水产生作用力，同时水又对我们身体产生基本相同的反作用力，从而使人体向前运行。很显然，在单位时间内我们对水的作用力和速度越大，方向一致性越强，游速就越快。而游过自由泳的同学都知道，手臂动作是自由泳的主要动力来源。当我们划水时，一方面要克服水对人体前进时产生的阻力，另一方面又要想尽一切办法增强提高手臂对水形成的作用力。能找到这个矛盾中的最佳值，就能获得最高的划水效率。因为在自然界中任何形式的做功，最终都体现在“效率”这两个字上。有的人划水的频率很快，但由于划水的效率很低，所以还是游得很慢。从流体力学原理的角度来看，划水效率与4个因素有关：
1.手掌面积的大小；
2.手臂和手掌划水速度的快慢，也就是划动频率；
3.手掌划水行程的长短；
4.手掌的几何形状和划水角度的变化。
由于高水平的运动员的个体差异不大，因此第1、2种因素基本上可以忽略。所以我们在手臂长度的有限划水范围内要达到高效率的划水，就得增加实际划水行程和控制手掌形状。多年来，自由泳的划水动作变化不是很大，基本上就是小S型、直划型和大S型（当然，这里和明星大小S没有任何关系，如有雷同，纯属巧合）这三种，如下图a，b，c所示。
而我们根据流体力学的阻力公式又可知：X=1/2pCxSV2式中：
X—阻力（可认为是手掌划动时产生的推力）
p—流体密度
Cx—物体阻力系数
S—物体（手掌）面积
V—物体的运动速度
其中ρ是一个常数；C x指的是手臂和手掌划水时手形对水产生的阻力系数，虽然手形的变化会直接导致阻力系数的改变，但正确动作定型后也可看作是基本不变的数值；S是划水手臂手掌面积的大小，对同一个人来说可视为定值。所以，只有速度V的变化对划水产生的作用力的改变最为明显。而从图上可以看出，大S型的划水行程显然最长。在单位时间内划水的行程越长，速度V自然就越快（我们假设选手的划水频率基本相同），所以由此产生的作用力是与划水速度的平方成正比的增大。而这样大的作用力作用于人体，游速当然就快了。不过大S型划水动作对人的肌力要求很高，所以多为专业高手采用；而更多的业余爱好者们采用的大都是小S型游法，如果你天赋神力，不妨试试大S哦！
除了划水动作的形成，划水时手掌的手型也很重要。一般来说有自由式、平展式和翼型式三种。那到底孰优孰劣呢？我们知道，物体在水中的阻力与它外部的几何形状有着密切的关系，根据流体力学的升力公式：
Y=1/2pCySV2式中：
Y—升力
p—流体密度
Cy—物体升力系数
S—物体（手掌）面积
V—物体的运动速度
由此可知，在ρ、S和V保持不变的前提下，升力系数Cy直接决定了升力的大小，这一点对提高手臂划水的工作效率，增大推力是非常关键的。很显然，翼型式的升力系数最大，这跟飞机机翼的原理是一样的。如下图所示。而自由式手型所产生的作用力最为分散，是最不可取的，童鞋们划水的时候可要注意。
最后再说说自由泳的打腿吧！在60年代以前，运动员一般都是两臂轮流划水1次就打腿6次。后来的研究证明打腿的能量消耗比划臂要大得多，但推动身体前进的动力却主要来自手臂的划水动作。所以现在中长距离主流游法的打腿动作已减少为2次或4次，只有在短距离中多数运动员还保持着6次打腿的传统方法。
看了这么多专业的知识后，咱们也不禁有些惊讶，原来几个简单的动作背后竟然藏着这么多科技含量。俗话说：水能载舟，亦能覆舟。运动也是一样，合理的运动姿势，正确的运动方法可以达到强身健体之功效，相反，不正确地运动也可能会导致相反的效果，不仅未能达到锻炼的目的，还有可能会损伤机体。人体的运动系统是由骨、关节、肌肉组成的，其主要功能是使人体运动，正确的运动姿势可以使身体更敏捷，力量更大，更具有良好的效率及达到健美的效果（澄清：整体运动并不能帮助大家减肥，看看那时游泳爱好者就明白了。不同的运动只会锻炼身体某个部位的肌肉，达到的也是健美的效果）。也许有人会说了，介绍的运动就是运动员要做的，根本就不是咱们平时常见的运动，在这里，《G e ek》要申明：咱们只是随机选择了几项运动介绍以达到抛砖引玉的效果，目的是想告诉大家运动背后所包含的科学知识，如果各位有兴趣或对某一项运动特别钟爱的话也可以自行研究，说不定按照标准一练就得到事半功倍的效果，一练还练进了市、省体校，练到XXXX的舞台上。
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