铁人三项 · 等级4:中级 · 子等级 4.1
游泳生物力学与划水分析
10项测试 · 100条事实 · 更新于 2026年10月12日 · markdown
从学会划水进一步到分析划水:抱水、身体转动、打腿和划频数据在力学上究竟起什么作用,以及如何识别并纠正悄悄拖慢速度的错误。
下面每项测试在 Insporta 上都是十道题。测试下方的清单列出这些题考查的内容:每题一条事实,并附所依据的来源。可以先读清单再做测试,答错后也可以回来查看。
测试 1抱水与推水阶段参加测试
入水只是手接触水面的时刻;抱水则是另一个时刻,此时前臂调整朝向,开始产生推进力。混淆二者会让游泳者以为只要入水轻柔就能解决抱水问题。
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高肘姿势关乎受力面的朝向,与舒适或呼吸无关。肘部下垂会使前臂更接近水平,即使手臂速度相同,也浪费了推进潜力。
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EVF关乎抱水开始后前臂变得垂直的速度,而不是入水位置,也不是有意的停顿。推进面形成得越早,划水中就有越多部分把水向后推。
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前象限技术通过在身体前方重叠动作周期,让至少一只手臂几乎始终在产生推进力,而不是以完全伸直、闲置的前臂滑行。
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S形轨迹在一定程度上是错觉,源于拍摄的是手相对于泳池的位置,而不是相对于移动身体的位置。相对于水来说,推进路径更接近向后,而不是那种夸张的S形所暗示的样子。
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竞技游泳研究普遍认为,基于阻力和基于升力的斜向划水成分都起作用,而不是单一机制。把它看成纯粹的向后推,就无法解释为什么手的角度很重要。
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抱水、划水和推水/收尾是一个连续水下动作的先后阶段;髋部附近的推水通常是手的速度和推进力在出水前达到峰值的位置。
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抱水过晚且手臂伸直,会让水在划水的一部分时间里更多向下而不是向后推,浪费了本应推动游泳者向前的力,反而使其上下起伏。
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手沿着弯曲多变的路径移动时,固定的掌面角度在划水的一部分时间里角度不佳。熟练的游泳者会细微地转动手,以持续有效地抓住水。
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疲劳的游泳者常会退回到更容易但效果更差的直臂划水,因为保持精确的高肘姿势比单纯加快动作需要更多的神经肌肉控制。
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测试 2身体姿势与转动参加测试
一定的身体滚动可以减少正面阻力,并有助于由核心和髋部而不只是肩部来带动划水;每侧约30—45度是常被引用的高效范围。
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从髋部和核心开始转动,可以让更大的肌群参与每一次划水,而不是只依赖相对较小、容易疲劳的肩部肌肉。
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更窄的横截面使身体向前移动时排开的水更少,这是一种真正的阻力减小,与转体在呼吸和划水力量方面的作用无关。
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相对于大小,头部很重,所以它的位置会改变身体的平衡点。头抬得过高会使髋部和双腿下沉,增加全身的阻力。
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髋部转动的时机通常是与同侧抱水同时开始,或略早于抱水,这样转动的躯干就能把力量加到划水上。转动早得多或晚得多,都会使手臂与身体较大的肌群脱节。
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转体有一个有用的范围;超出这个范围,游泳者花在恢复稳定姿势上的时间和精力,就多于减阻或增加力量所带来的收益。
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没有转体,身体迎向来水的表面更大,划水也失去了由髋部和核心驱动的转体所带来的力量贡献。
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由于呼吸与该侧的滚动相关联,总是只向一侧呼吸的游泳者,可能出现转体和伸展不均匀的情况,双侧呼吸练习可以解决这一问题。
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躯干转动时,伸出手臂一侧的肩部也会向前转动,通过把抱水点向前延伸,实际上拉长了划水。
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任何为了定向而抬头的动作,都容易使髋部下沉并破坏身体线条,这与一般的头部位置影响类似,所以高效的抬头定向技术很重要。
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测试 3打腿的力学及其作用参加测试
打腿次数描述的是每个划臂周期中打腿的次数。两次打腿用力较小,更多用于把握时机和保持平衡;六次打腿能增加推进力,但消耗更多能量。
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就其带来的推进力而言,打腿是划水中代谢消耗较大的部分之一。较轻的打腿以少许游泳速度,换取在骑行和跑步时更有精力的双腿。
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在自由泳中,手臂通常是主要的推进来源;打腿单独贡献的推进力明显更小,不过它对平衡和身体位置仍然重要。
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打腿的作用不只是把水向后推:它还有助于抵消手臂产生的摆动和转动,使双腿不会向两侧漂开而增加阻力。
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由髋部带动、腿相对较直的打腿,通常比以膝为主的打腿更高效,后者在屈伸膝部上浪费能量,却几乎没有推进收益。
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更灵活、脚尖绷直的踝关节,能让脚背更像鳍一样起作用,比僵硬、勾起的踝关节更有效地把水向后推。
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以膝为主的打腿容易使小腿脱离高效的身体线条,增加阻力,同时把能量花在只能带来相对很少向前推进力的动作上。
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主要把水向后推、且不超出身体原有轮廓的打腿,能避免宽幅或水花四溅的打腿所产生的额外阻力和浪费的侧向力。
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时机恰当的两次打腿会强化同侧的抱水和转体,而不是与之对抗,这也是它尽管几乎不增加原始推进力、却有助于平衡的部分原因。
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由于打腿相对于其推进力而言能量消耗大,而铁人三项在之后还有两个项目,大多数铁人三项运动员会有意控制打腿的用力。
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测试 4划频、划幅与效率参加测试
速度大致等于划频乘以每次划水的距离。游泳者如果加快了手臂动作,却把每次划水缩短得足够多,尽管感觉更用力,最终也可能更慢。
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划水次数是每次划水距离的一个简单替代指标。与配速一起记录,有助于看出游泳者是在保持技术完整,还是在用更零碎的划水来弥补。
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体型、力量、划幅甚至水况,都会改变某位游泳者的有效划频,这就是理想划频因人而异、而不是固定不变的原因。
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随着疲劳使抱水和划水减弱,每次划水行进的距离往往变短,通过加快划水而不是提高划水效果来保持配速,是常见但效率较低的反应。
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SWOLF把每个泳道长度的用时(秒)与每个泳道长度的划水次数相加;与高尔夫一样,综合得分越低越好,因为它奖励以更快的速度、更少且更有效的划水游完一个泳道长度。
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水的阻力在推进阶段之间不断使游泳者减速,所以过长的滑行,有时称为停滞点,会让游泳者比连续的划水周期减速更多。
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泳池游泳受益于蹬池壁和平静的水面,而公开水域没有这些;失去这种免费的惯性,再加上浪涌和抬头定向,往往促使游泳者提高划频。
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人体结构为可能的伸展和划幅设定了上限,但技术决定了这种伸展以多高的效率转化为每次划水的推进距离。
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划水匆忙到一定程度,就会赶着抱水,每次划水缩短的距离多于多划几次所得,所以单靠提高划水周转速度并不能保证游得更快。
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由于速度来自划频与划幅的组合,一个同时涵盖二者的指标,或专门的每次划水距离,能揭示单看划频会掩盖的效率变化。
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测试 5常见技术错误与纠正参加测试
手臂交叉入水或交叉划水会扰乱身体线条,双腿往往会摆动来平衡,所以纠正腿部摆尾通常从检查手臂入水和划水路径开始。
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越过中线的交叉会缩小划水的有效宽度,并通常使身体略微偏离直线,因此被视为值得纠正的技术错误。
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剪刀腿是一种常见的与呼吸有关的错误,即在呼吸时一条腿向外滑落以帮助平衡,这增加了阻力并扰乱打腿节奏。
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真正的划幅来自高效的抱水和划水,而不是把入水点尽量向前伸;过度伸展会使手臂下压,并让对侧髋部失去平衡。
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池边或水面上的观察者,常常可以从划水的形状和深度推断出肘部下垂,因为直臂划水推水的方式与高肘划水不同。
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转动身体呼吸而不是抬头,利用已有的头波在水面附近形成一个空气腔,使头位置更低,并减少抬头过高造成的髋部下沉。
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高肘移臂使手低而贴近水面,直臂移臂则把手臂甩得又宽又高。高肘方式通常更节省体力;直臂方式有时被短距离游泳者使用,以节省为代价换取速度。
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水平的身体线条取决于更多因素,而不只是头部位置;核心松懈会使髋部和腹部下沉,即使头部位置还算合理,也会增加阻力。
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在原本舒适的配速下,划水次数或SWOLF得分上升,是划水中某处出了问题的一个简单易得的信号,值得更仔细地检查技术。
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游泳者感觉不到的错误,尤其是交叉,正是在感觉良好而数据却显示不佳时最值得首先检查的,因为用力程度不能可靠地反映水中发生的情况。
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测试 6呼吸力学与节奏参加测试
在水下缓慢吐气,能让下一次呼吸时有时间平静地吸气,而不是在一个匆忙的动作中既呼又吸,那样会增加喘气或呛水的风险。
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两侧交替能使转体和伸展更均衡,但由于每三次划水才呼吸一次,而不是每两次,单位时间内进入的空气总量更少。
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更高的用力程度会增加需氧量,所以大多数游泳者会随着配速提高而更频繁地呼吸,而不是保持为轻松游时设计的固定的、间隔较宽的呼吸模式。
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双侧呼吸的两次呼吸之间的间隔就是更长,没有练习过的游泳者可能把这段间隔当成窘迫,尽管肺容量本身没有变化。
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所针对的适应是对用力时不断上升的二氧化碳的耐受,而不是单纯的肺容积,因此这项练习的重点是适应更长间隔下的舒适感,而不是容量。
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浪会灌进时机不当的一次呼吸,所以游泳者常常通过更频繁地呼吸、并根据涌浪选择时机来适应,而不是死守固定的次数。
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它在呼气窗口的末尾迅速清除剩余的空气,是与完整缓慢吐气并列的一种选择,而不是唯一正确的方法。
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由于呼吸与该侧的头部和身体转动相关联,总是朝同一个方向转,可能会强化不均匀的模式,而不是纠正它。
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胸腔中憋住的空气会略微改变浮力,可能使身体位置偏离通常的水平线,此外还会迫使之后匆忙地呼气和吸气。
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需氧量和二氧化碳耐受设定的限制,与手臂和腿如何运动无关,这就是呼吸要作为独立因素来训练的原因。
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测试 7公开水域的专门适应参加测试
高效的抬头定向,是把短暂的一瞥嵌入已有的呼吸或划水周期,而不是打断划水的正常节奏。
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鳄鱼眼把头抬起的幅度降到最小,使阻力和髋部下沉比完全抬头时更低,后者会把头抬得更高,让髋部下沉得更多。
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浪和水流扰乱了泳池所允许的平稳、可重复的节奏,所以游泳者通常随时调整划水时机,而不是保持固定的节奏。
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防寒泳衣的材料有浮力,倾向于把下半身托向水面,减少了低髋位置原本会增加的阻力。
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由于防寒泳衣本身就起到托起双腿的作用,与不穿时相比,游泳者通常可以减少打腿用力,而不会失去身体位置。
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在另一名游泳者身后或旁边阻力较小的水中游进,可以让跟游的运动员以每次划水略少的推进用力保持相同的配速。
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泳池提供公开水域根本没有的恒定参照点,泳道线和看得见的池壁,这就是为什么抬头定向和配速判断需要练习。
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强水流会改变有效划频、抬头定向的频率和身体角度的需求,所以不管水流如何都把技术视为固定不变,就忽视了一个真实存在的变量。
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浪涌、抬头定向和没有蹬池壁等额外要求,通常会使划幅比同一名游泳者在泳池中的数据更短。
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抬头定向、应对浪涌以及与其他运动员身体接触时游泳等技能,在泳池中根本不会出现,所以只在泳池训练会留下真实的空白。
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测试 8个体差异与技术调整参加测试
一个以正常肩关节活动范围为前提的指导要点,可能把受限的关节推到疼痛或不稳定的位置,所以教练常常调整目标,而不是强求。
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由于伸展长度为可能的划幅设定了上限,对特定游泳者有用的目标会随其自身的人体测量特征而变化,而不是对所有人都用一个固定的数字。
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已经伸展得很好的游泳者,在被要求伸得更远时,可能会过度伸展并使手臂下压,而入水较短的游泳者则可能确实需要这样做。
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由于僵硬的踝关节无法起到有效的鳍的作用,教练常常围绕较小的打腿设定预期,而不是去追求关节目前还无法支持的推进性打腿。
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速度既取决于每次划水的距离,也取决于划频,所以相同的划频和体能,仍然可能掩盖每次划水效率上的巨大差异。
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有肩部问题史的游泳者,建议往往会转向对关节负荷更小的抱水和移臂模式,而不是给予与未受伤游泳者相同的指导要点。
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游泳的物理原理没有改变,但关节活动度和组织对负荷的耐受会随年龄而变化,这才是调整指导要点的真正理由。
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对称性关乎两侧完成相同力学步骤的均匀程度,而不是单独的解剖结构、划水次数或呼吸侧。
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大多数人在力量或活动度上都有一定的天然左右差异,这通常限制了划水在现实中能做到多接近完全对称。
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肩关节活动度、臂长、踝关节灵活性、受伤史和年龄等个体因素,都会改变什么样的技术真正适合某位游泳者。
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测试 9紧张、放松与减阻参加测试
这个指导要点要求游泳者下压胸部并拉长身体线条,使髋部浮起,从而纠正髋部和腿部位置偏低、拖在水中的问题。
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僵硬、过度紧张的手和手腕,会失去那些让手掌在整个划水过程中有效抓水的细微角度变化。
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由于移臂不产生推进力,保持放松可以把能量留给抱水和划水,因为紧张和用力在那里才真正有回报。
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颈部和肩部僵硬会限制划水所依赖的转体,还常常使头或肩略微抬高,从而额外增加阻力。
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水花和湍流通常说明能量用在了向前推进以外的地方,所以更安静的划水往往也是更高效的划水。
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肌肉冷、关节僵硬时,动作往往不够精确,所以随着身体在最初几分钟里真正进入划水状态,技术通常会改善。
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面部和下颌的紧张常常传到颈部和肩部,所以有意识地放松它,是释放否则会蔓延的紧张的简单方法。
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窄而紧凑的身体线条能减小迎风面积及随之而来的阻力,所以只要划水允许,就值得保持其中的一些要素。
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持续保持最大紧张往往使动作僵硬,并把能量浪费在不增加推进力的用力上,即使感觉更费力,效率也会降低。
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紧张的手、僵硬的颈部和过度用力的划水,各自都有具体的力学代价,这就是放松被当作一项技能来指导的原因。
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测试 10综合与回顾参加测试
相同配速下划水次数上升,是抱水和划水技术疲劳时每次划水距离缩短的典型迹象。
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交叉入水使划水失衡,是与腿部摆尾联系最直接的错误;其他的搭配把原因和结果弄错了。
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划水数据只描述孤立的技术,而比赛配速还取决于配速决策、抬头定向的效率,以及浪涌或尾随等条件。
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这个指导要点把水中放松与入水时的过度伸展错误结合在一起,而不是列出的其他主题组合。
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游泳者之间真实存在的解剖和活动度差异,使得单一固定的模板不适合每个人。
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这是典型的公开水域模式:浪涌以平静的泳池水面从未测试过的方式,扰乱呼吸和节奏。
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交叉是运动员很少能感觉到的错误,不像漏掉一次呼吸、碰到泳道线或抽筋,那些都很难不被察觉。
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转体驱动并为抱水提供力量,而打腿抵消转体产生的摆动,三者因此联系在一起。
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无论基础技术多么扎实,抬头定向、浪涌和身体接触都是泳池从不演练的真实技能。
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这些都回到同一个观点:速度与其说取决于原始的用力,不如说取决于这种用力转化为向前运动的效率。
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来源
游泳/自行车/跑步执教通用参考资料、生物力学与运动科学参考资料;4.5的运动心理学参考资料
- 游泳执教与生物力学通用参考资料100