劉相蓉背向滑步推鉛球技術的運動學分析

辛 鋒,李金綱

(忻州師范學院體育系,山西忻州 034000)

劉相蓉背向滑步推鉛球技術的運動學分析

辛 鋒,李金綱

(忻州師范學院體育系,山西忻州 034000)

以我國女子鉛球運動員劉相蓉為研究對象,運用生物力學方法對其推鉛球技術的動作進行生物力學分析。研究發現:在滑步階段,劉相蓉左腿擺動最高速度出現的時機過早,蹬擺技術動作之間連接不理想,右腿離地時小腿與地面夾角過大;在過渡步階段,重心速度起伏過大,單支撐時間過長;在最后用力階段,超越器械姿勢比較充分,但軀干用力動作操之過急、髖部動作向前不夠,表現在用力點不是很突出,加速效果不是很顯著、出手時的速度不夠快、出手角度偏低。

女子鉛球;背向滑步;技術動作;生物力學分析

Abstract:With our country female shot-putterLiu-Xiangrong as the subject,it carries on the biologicalmechanic analysis and the research using the biological mechanics method to its shot put technologic movement.Conclusion:In slides step stage,the opportunity which Liu-Xiangrong left leg s winging maximum speed appears premature,the pedal suspends between the technicalmovement to connect is not ideal,the right leg takeoffswhen the calf and the ground included angle are oversized;In transition step stage,after the right foot is well-grounded her left hip ’s speed is bigger than the right hip ’s speed,the left leg falls to the ground when the right hip’s speed is bigger than the left hip speed,explained that a step technology is quite excessively reasonable,but the centerof gravity speed fluctuation isoversized,the list support time is excessively long;In an effort final stage,liu-xiangrong’s surmounting instrument posture is quite full,but before the torso effortmovement actswith undue haste,hip department movement insufficiently,displays in uses the point of force is not very prominent,the acceleration effect is not very remarkable,the time speed not to be very quick,the getting rid of angle to be somewhat low.

Key words:women’s shot put;sliding back;technical action;biomechanical analysis

1 研究對象與方法

1.1 研究對象:2009全國田徑大獎賽廣東肇慶站內蒙古自治區女子鉛球運動員劉相蓉,其基本情況見表1。

表1 研究對象基本情況

1.2 主要研究方法

1.2.1 錄像法

用兩臺高速攝像機,對運動員的投擲技術進行定點拍攝,頻率為 120幀 /s,攝影機放在投擲圈的正右側和正后側,兩臺攝像機的夾角大約 90度,機身高 1.2米,攝像機距離投擲圈 14米,兩臺攝像機在運動員進入場地時同時開機,比賽期間不停機,完整地拍攝整個投擲過程,賽前和賽后都拍攝愛捷三維立體框架坐標。拍攝時間 2009年4月10日,拍攝地點廣東省肇慶。

1.2.2 解析法:解析使用美國 apas-3專業解析軟件并獲得數據。

2 結果與分析

2.1 滑步階段

滑步的主要動力是左腿的擺動與右腿的蹬伸,其目的是使處于靜態的“人——球”系統進入動態以獲得一定的預行速度,為過渡前和最后用力階段獲得一定的速度和形成最佳的投前姿勢奠定基礎。評價滑步技術的指標主要有右腳蹬地角度的大小、左膝的最高擺速與右腿蹬伸的配合時機等。滑步起動的主要動力是左腿的擺動與右腿的蹬伸。優秀運動員左腿擺動的最高速度出現在右腳蹬離地面之前,左腿擺動的最高速度出現在右腿積極蹬伸的階段,這對加大右腿的蹬伸力量和速度是極為有利的。經統計分析,滑步階段左腿擺動最高速度和身體重心速度最大值以及鉛球速度最大值均呈顯著相關關系 (γ1=0.881,γ2=0.749,P<0.05)。這說明滑步階段左腿的擺動是影響身體重心速度和鉛球速度的主要因素之一。但是通過對劉相蓉投擲鉛球的技術動作解析,發現劉相蓉左膝的最大速度是 2.834 m/s、重心的最大速度是 2.264 m/s,滑步階段技術特征見表2。左腿擺動的最高速度出現時機有些偏早,說明她的蹬擺技術不是很理想,有待進一步提高。右腿離地時小腿與地面夾角是評價滑步技術的一個重要參數,這個角度也不宜過大,過大會使人和器械獲得過大的垂直分速,造成滑步時產生跳動現象。同時這個角度不宜過小,否則不利于完成收小腿及右腳落地動作。世界優秀運動員小腿與地面夾角平均為 53°,而劉相蓉的小腿與地面離地角度是為 61.488°,意味劉相蓉滑步起動時左腳擺動的垂直分速過大,重心騰起角偏大,從而使得右腳離地時蹬地角度偏大,造成右腳蹬地時的水平速度偏小。說明蹬地技術不合理,有待改進。

表2 劉相蓉滑步階段的技術特征

此外,評價高水平運動員滑步水平高低的主要依據是滑步階段身體重心速度和鉛球速度接近程度。滑步過程中鉛球速度的變化要以身體重心速度的變化為基礎,從表2可以看出劉相蓉鉛球最高速度與身體重心最高速度差值為 0.328 m/s。而我國優秀運動員黃志紅(21.52 m)和隋新梅 (21.66 m)在滑步階段鉛球最高速度與身體重心速度最大差值分別為 0.08 m/s、0.10 m/s,她們的滑步技術是比較完善的。與他們相比劉相蓉在滑步階段的鉛球和身體重心的速度差值比較大,說明劉相蓉滑步階段的技術不夠理想。

2.2 過渡 (轉換)階段

過渡階段技術指從運動員回收右小腿到左腿落地,它的主要任務是保持或適當增加鉛球在滑步中獲得的水平速度,為最后用力形成合理的身體姿勢,保持或提高原有速度進入最后用力階段。

2.2.1 過渡階段髖、膝關節的速度變化

右腳著地后左髖速度應大于右髖速度,這是滑步動作的延續,左髖速度快,有利于左腿迅速向抵趾板方向下插。左腳著地后右髖速度超過左髖速度,說明左腳剛一著地右側便開始加速,有利于髖軸迅速由與投擲方向垂直變為與投擲方向平行,肩軸不動,這樣形成了軀干充分扭緊,超越器械動作形成,為最后用力加速做好充分準備。經研究左、右髖關節速度最大值與投擲成績呈顯著相關關系 (γL=0.4855,P<0.05;γR=0.4958,P<0.05),所以髖部動作是過渡步技術的關鍵。通過表3發現劉相蓉右腳落地時左髖的速度為 2.538 m/s大于右髖的速度1.493 m/s,左腳落地時右髖的速度 1.723 m/s大于左髖的速度1.631 m/s,說明劉相蓉的過渡步技術動作掌握比較理想。

結合圖1分析:劉相蓉左膝速度在過渡步前半段是上升的,之后呈明顯下降趨勢。左膝速度在過渡步階段前半段上升與左腿積極向前下方擺插有關,主要是左膝的垂直分速度在前半段較大。右膝在過渡步階段水平速度也呈明顯下降趨勢。右腳著地后右膝速度下降,可是右膝很快向前方轉動,使下肢運動加快,水平速度回升,說明劉相蓉右腳著地后能積極內收、旋內,帶動膝和小腿向前移動及時,從而彌補了速度的損失。

表3 過渡步階段部分環節的運動學參數及速度變化

圖1 劉相蓉過渡階段髖、膝關節速度變化

2.2.2 過渡步時間

過渡步階段是從右腳滑動結束到左腳落地,此階段既是滑步的延續,又是最后用力的準備,它起著承上啟下的重要作用,主要任務是形成最佳用力姿勢,保持或提高原有速度進入最后用力階段。過渡步的時間是評價過渡步技術好壞的重要運動學參數。國外優秀運動員過渡步的時間平均約為 0.0725 s,黃志紅、隋新梅、李梅素最好成績的過渡步時間平均為 0.10 s,而劉相蓉過渡步時間平均為 0.217 s,說明劉相蓉左腳下插不夠積極。在今后的練習中應加強左腳的積極下插適當縮短過渡步時間,但是不應該破壞過渡步技術動作的速度節奏。

2.2.3 過渡步階段身體重心速度與鉛球速度的變化

表3 過渡步階段 R↓、L↓身體重心速度與鉛球速度及其差值

從圖1和表3看出,劉相蓉在過渡步階段鉛球速度出現了略微下降,身體重心速度起伏波動比較大。鉛球速度下降幅度為 0.133 m/s,身體重心速度下降了 0.205 m/s。而隋新梅在投20.88 m時鉛球速度和身體重心速度分別增加了 0.29 m/s和0.20 m/s,在投 20.63 m時鉛球速度和身體重心速度分別增加了 0.25 m/s和 0.09 m/s;黃志紅在投 20.40 m時鉛球速度與身體重心速度分別增加了 0.26 m/s和 0.04 m/s,在投 21.52 m時鉛球速度提高了 0.44 m/s,重心速度下降了 0.10 m/s。因此劉相蓉應在保持最佳發力姿勢的同時讓鉛球速度適當增加,這是取得更優成績的保證。過渡步階段鉛球速度與身體重心速度差值越大,運動員超越器械姿勢越充分,肩軀干扭轉產生的力也越大。我國優秀運動員黃志紅、隋新梅、李梅素的鉛球速度與重心速度差值在 0.40 m/s以上,而劉相蓉鉛球速度與重心速度差值為 0.399 m/s,與優秀運動員相比比較接近。所以劉相蓉在過渡步階段應盡力加快左腿的積極下插,縮短過渡步時間提高鉛球和身體重心速度,并加大鉛球速度與身體重心速度差值。

2.3 最后用力階段

表4 最后用力的技術參數

最后用力技術是推鉛球技術的主要環節,它直接決定著專項運動成績。最后用力動作是在滑步結束左腳積極落地前瞬間開始的,右腿用力轉動使髖部向前轉送,然后髖部牽拉肩部再帶動投擲臂,利用全身的力量將球推出。球離手瞬間的身體姿勢是兩腿充分蹬直,髖向前頂,右肩高于左肩并盡可能地向前上方探出,手心向外,頭部后仰。最后用力階段的加速點要突出在整個投擲過程中,器械速度應是不間斷增加的,并將此作為評價運動員用力效果好壞的重要依據。

2.3.1 最后用力加速準備階段:是指從最后用力開始到投擲臂給鉛球加速之前。其主要任務是保持鉛球已有的速度,為投擲臂的加速用力做好最后的準備。在這一過程中投擲臂尚未給鉛球加速,僅是依靠右膝的內壓、右腿的側蹬推動骨盆側移。由于上體不主動抬起,頭頸不主動扭轉,而使身體左側的有關肌群形成預先拉長狀態,為最后的爆發力創造了有利條件。在這一過程鉛球的運行距離為 10～20厘米,時間約為 0.01～0.03秒。

2.3.2 最后用力加速階段;是指從投擲臂加速推球到鉛球出手。其主要任務是加快鉛球的運行速度,并達到最大限度,以適宜的角度將鉛球推出。在軀干形成側弓和左腿的有力支持下,充分利用下肢蹬伸力量轉髖轉體,然后右胸前挺,使鉛球積極加速,在軀干正對投擲方向后再利用手臂順勢轉肩推球,完成整個投擲動作。研究表明,在最后用力的過程中,鉛球的運行距離、速度、出手角度和高度都是很重要的。優秀女子運動員的鉛球運行距離為 1.40～1.65 m、運行的時間為 0.20～0.23 s。出手角度一般在 34°～38°之間,鉛球的出手高度雖然與運動員的身高、臂長及專項素質有關,但也不能忽視。

從鉛球加速期的運行距離和時間我們可以得到距離比時間的一個變量,發現劉相蓉比值約為 9.4,與優秀運動員的比值相比還有很大的差距;其最后的出手角度為 34.66°;出手水平速度 9.657 m/s,垂直速度為 5.956 m/s,合成速度為 11.346 m/s。與優秀運動員相比其出手角度偏小和加速期鉛球的運行距離、運行時間較短。

2.3.3 最后用力階段:在整個投擲過程中,器械速度應是不間斷增加的,并將此作為評價運動員用力效果好壞的重要依據。經與優秀運動員比較研究,發現劉相蓉左腳著地后至肩橫軸均轉至平行于投擲方向這一段時間里,鉛球速度增加比較平穩,在之后陡然上升的趨勢不是很突出,且此時她的身體重心速度曲線的上升趨勢已達到最高點。說明劉相蓉的軀干用力動作操之過急,而沒有把注意力主要集中在髖部動作的前移上,其髖部前移動作基本到位,腰腹軀干有關肌群的牢固支撐點沒有及時形成,結果造成加速效果不是很顯著。

3 結論

3.1 在滑步階段,劉相蓉的重心騰起角度偏大,降低了人體重心速度和鉛球速度。劉相蓉鉛球最高速度與身體重心最高速度差值為 0.328 m/s,說明其滑步階段的蹬擺技術掌握不夠理想,有待進一步提高和改進。

3.2 過渡階段,劉相蓉超越器械姿勢充分,在一定程度上彌補了左腳的不積極下插造成的速度損失,其過渡步技術動作掌握的比較理想,但猶嫌重心速度的起伏過大,支撐時間過長。

3.3 劉相蓉最后用力階段的鉛球的運行距離和運行時間偏短,做功不夠,鉛球出手角度偏低。

3.4 在最后用力階段,劉相蓉的軀干用力動作操之過急,造成加速效果不是很顯著。在以后的訓練中要進一步加強髖部積極前移的能力,形成牢固的支撐點和第二側弓形爆發性用力的快速推鉛球技術。

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Kinematic analysis of sliding back of shot putting for Liu Xiangrong

XIN Feng,LIJin-gang
(Dept.of PE,Xinzhou Nor m al University,Xinzhou034000,China)

G824.1

A

1009-9840(2010)01-0009-03

2009-12-08

辛鋒 (1977- ),男,陜西浦城人,講師,碩士,研究方向體育教學與訓練。