北京奧運(yùn)會(huì)女子鏈球銅牌得主張文秀投擲技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究

摘要：女子鏈球是我國(guó)田徑中的優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目，張文秀在2008年北京奧運(yùn)會(huì)上獲得了一枚銅牌，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在該項(xiàng)目歷史性的突破。通過(guò)文獻(xiàn)資料和三維運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的方法，對(duì)我國(guó)優(yōu)秀女子鏈球運(yùn)動(dòng)員張文秀的投擲技術(shù)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，她的旋轉(zhuǎn)技術(shù)存在一定不合理現(xiàn)象，單支撐時(shí)間長(zhǎng)于雙支撐時(shí)間，雙支撐時(shí)間偏短，優(yōu)點(diǎn)是旋轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)器械逐漸加速的能力強(qiáng)，旋轉(zhuǎn)加速節(jié)奏和加速時(shí)機(jī)把握得較好，符合現(xiàn)代擲鏈球的技術(shù)要求。通過(guò)對(duì)她的投擲技術(shù)進(jìn)行診斷分析，旨在為她技術(shù)改進(jìn)提供幫助，推動(dòng)我國(guó)該項(xiàng)目更上一個(gè)臺(tái)階。

關(guān)鍵詞：北京奧運(yùn)會(huì)；女子鏈球；投擲技術(shù)；運(yùn)動(dòng)學(xué)；競(jìng)技狀態(tài)

中圖分類號(hào)：G808.1 文章編號(hào)：1009－783X(2011)01－0064－03 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1、研究目的

女子鏈球是一個(gè)比較新的項(xiàng)目，雖然在我國(guó)開(kāi)展得較晚，但在亞洲已處于遙遙領(lǐng)先的地位。特別是張文秀年齡小、身體條件好、沒(méi)有傷病，是我國(guó)該項(xiàng)目沖擊世界獎(jiǎng)牌的運(yùn)動(dòng)員之一，雖然她取得了不錯(cuò)的成績(jī)，但這也并不能掩蓋她技術(shù)上存在的不合理現(xiàn)象。對(duì)張文秀整個(gè)旋轉(zhuǎn)和投擲技術(shù)進(jìn)行研究，旨在為她的技術(shù)改進(jìn)提供一點(diǎn)幫助，推動(dòng)我國(guó)該項(xiàng)目更上一個(gè)臺(tái)階。

2、研究對(duì)象與方法

2.1 研究對(duì)象

張文秀，1986年出生，身高1.82 m，2000年進(jìn)入八一隊(duì)開(kāi)始訓(xùn)練，從師于亞洲男子鏈球冠軍葉奎剛，2001年進(jìn)入國(guó)家隊(duì)，最好成績(jī)74.86m。本文研究成績(jī)?yōu)?0.39m和70.17m。

2.2 研究方法

2.2.1 文獻(xiàn)資料法

查閱近幾年發(fā)表的有關(guān)擲鏈球的文章和國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀鏈球運(yùn)動(dòng)員的資料，為本研究提供充足的理論依據(jù)。

2.2.2 近景動(dòng)態(tài)立體攝影法

用2部高速攝影機(jī)，對(duì)2006年8月在石家莊舉行的全國(guó)田徑錦標(biāo)賽進(jìn)行拍攝，一部置于投擲方向的正側(cè)面垂直于投擲方向，另一部置于投擲方向的正后面，拍攝頻率為120幀／s，主光軸夾角約90°左右，拍攝距離約10 m左右，機(jī)高1.20 m左右。

2.3 三維運(yùn)動(dòng)學(xué)分析法

采用美國(guó)ARIEL公司生產(chǎn)的APAS運(yùn)動(dòng)錄像分析系統(tǒng)，對(duì)影片進(jìn)行解析，采用人體模型DLT引導(dǎo)圖像測(cè)量系統(tǒng)，模型采用日本的松井秀治人體模型，首先對(duì)框架進(jìn)行標(biāo)定，并根據(jù)項(xiàng)目的要求選取身體的20個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)，另外選取一個(gè)附加點(diǎn)(器械)采取逐副的方法進(jìn)行解析，最后對(duì)解析數(shù)據(jù)進(jìn)行低濾波平滑處理，平滑系數(shù)為8，獲取所需參數(shù)的原始數(shù)據(jù)。

3、結(jié)果與分析

3.1 張文秀和世界優(yōu)秀田徑運(yùn)動(dòng)員的年齡競(jìng)技特征的對(duì)比分析

蘇聯(lián)學(xué)者曾研究了各項(xiàng)達(dá)到國(guó)際級(jí)健將的年齡特征，女子田徑選手平均為24.1歲。與20世紀(jì)90年代相比，我國(guó)優(yōu)秀田徑運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技年齡的變化不大，依然呈現(xiàn)出“年輕化”的特點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)員達(dá)到最佳競(jìng)技年齡一般在20～22歲，調(diào)查結(jié)果顯示十運(yùn)會(huì)田徑項(xiàng)目前8名運(yùn)動(dòng)年齡小于19歲女子有33名，20～24歲的有69名，25～29歲的有41名，大于30歲的有5名。對(duì)中國(guó)與世界優(yōu)秀田徑運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技年齡進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，世界優(yōu)秀田徑運(yùn)動(dòng)員在各項(xiàng)目中所表現(xiàn)出的最佳競(jìng)技年齡為25～29歲，其次為20～24歲，再次為30歲以上，且這一部分運(yùn)動(dòng)員數(shù)量呈上升趨勢(shì)。我國(guó)優(yōu)秀田徑運(yùn)動(dòng)員在各項(xiàng)目中表現(xiàn)出最佳競(jìng)技年齡主要集中在20～24歲和19歲以下這2部分，主要體現(xiàn)在對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行過(guò)早的專項(xiàng)化訓(xùn)練，違背了運(yùn)動(dòng)員成長(zhǎng)的客觀規(guī)律。我國(guó)運(yùn)動(dòng)員張文秀2000年才開(kāi)始接受專項(xiàng)化訓(xùn)練，而且從接受訓(xùn)練到現(xiàn)在競(jìng)技狀態(tài)一直保持著上升的勢(shì)頭，不論和世界還是我國(guó)運(yùn)動(dòng)員比較，她還有很長(zhǎng)一段的運(yùn)動(dòng)壽命。

從圖1看，張文秀的競(jìng)技狀態(tài)逐年穩(wěn)步上升，從雅典奧運(yùn)第7名、赫爾辛基世錦賽第5名、雅典世界杯第4名，到大阪世錦賽第3名，最近幾個(gè)賽季，張文秀一年一個(gè)臺(tái)階，個(gè)人最好成績(jī)不斷提升，從2004年的72.37 m到2006年的74.15 m，每年差不多都要將亞洲紀(jì)錄提高1 m。進(jìn)入2007年賽季，她又兩度刷新自己保持的亞洲紀(jì)錄，并將個(gè)人最好成績(jī)提高到了74.86m，直逼75 m大關(guān)。目前的成績(jī)排在上半年世界第2名。張文秀6次刷新亞洲紀(jì)錄，2006年亞運(yùn)會(huì)以來(lái)，有3次74m以上的表現(xiàn)，具備了比較穩(wěn)定而持續(xù)的高水平。

3.2 張文秀旋轉(zhuǎn)技術(shù)的分析

為了便于分析，我們將完整的旋轉(zhuǎn)技術(shù)分為10個(gè)時(shí)相；t_c為預(yù)擺結(jié)束后的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始；t₁為右腳第1次離地瞬間；t₂為右腳進(jìn)行旋轉(zhuǎn)后首次著地瞬間；t₃為右腳第2次離地瞬間；t₄為右腳第2次著地瞬間；t₅為右腳第3次離地瞬間；t₆為右腳第3次著地瞬間；t₇為右腳第4次離地瞬間；t₈為右腳第4次著地瞬間；t₉為鏈球出手瞬間。

旋轉(zhuǎn)時(shí)間的長(zhǎng)短主要取決于旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)和投擲技術(shù)的熟練程度。根據(jù)幫達(dá)丘的研究結(jié)果表明，鏈球速度增長(zhǎng)主要集中在雙支撐階段，單支撐階段是鏈球慣性運(yùn)行和取得合理的身體扭轉(zhuǎn)的階段。由表2可知，張文秀在2次試投中的單支撐時(shí)間要高于雙支撐0.06 s和0.04 s，雙支撐的時(shí)間占旋轉(zhuǎn)總時(shí)間的48.57％和49.00％。單支撐的時(shí)間長(zhǎng)于雙支撐時(shí)間，這表明她在旋轉(zhuǎn)中還存在著技術(shù)不合理的現(xiàn)象，以后的訓(xùn)練中要注意減少單支撐增加雙支撐的時(shí)間。在完整的旋轉(zhuǎn)技術(shù)中，各圈旋轉(zhuǎn)加速的節(jié)奏一定要明顯，加速節(jié)奏主要體現(xiàn)在縮短單支撐的時(shí)間和加快雙支撐旋轉(zhuǎn)速度上。據(jù)卡爾文等通過(guò)多年對(duì)世界A級(jí)鏈球賽運(yùn)動(dòng)員現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析表明：運(yùn)動(dòng)員在旋轉(zhuǎn)階段單支撐和雙支撐的時(shí)間比率與鏈球成績(jī)高度相關(guān)(r＝0.93，P<0.01)，比率小于1不利于鏈球的加速。從表3可知，張文秀的2次(2～3圈單支撐／雙支撐)比率分別為1.00、1.27、0.83和0.93、1.08、1.09，這說(shuō)明她加速時(shí)機(jī)把握得較好，有利于對(duì)鏈球的加速，動(dòng)作節(jié)奏符合擲鏈球技術(shù)的要求，但不足的是在第1次旋轉(zhuǎn)中第4圈雙支撐的時(shí)間稍短一些。

3.3 鏈球投擲過(guò)程線量變化情況分析

研究表明，鏈球運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)與出手速度呈高度相關(guān)，每一圈的極限速度取決于運(yùn)動(dòng)員在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的加速能力。由于運(yùn)動(dòng)員的旋轉(zhuǎn)速度是各圈速度迭加，同時(shí)出手速度的大小還取決于運(yùn)動(dòng)員在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中每一圈的極限速度，所以，出手速度的提高在很大程度上取決于運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)速度的加快(極限速度的大小)。從表4中我們可知，張文秀旋轉(zhuǎn)的速度是逐漸加快的。張文秀2次試擲的出手速度分別達(dá)到26.98 m／s和26.91 m／s。

研究表明，預(yù)擺階段的球速占出手速度的50％，球速增量是各階段增量最大的階段，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員要從靜止?fàn)顟B(tài)把鏈球擺動(dòng)起來(lái)，但也并不是越大越好，如果一味地追求預(yù)擺階段速度不僅會(huì)打破后面旋轉(zhuǎn)加速的節(jié)奏，也不利于成績(jī)的提高。由表5中可知，張文秀的球速增量總體是第2圈>第3圈>第4圈>第1圈。從各圈的增量來(lái)看張文秀的第2圈增量最大分別達(dá)到4.34和4.36 m／s，從第3圈球速增量來(lái)看，明顯小于第2圈，從整個(gè)旋轉(zhuǎn)階段的球速增量來(lái)看，她表現(xiàn)出來(lái)的是逐圈減小的現(xiàn)象，這表明隨著旋轉(zhuǎn)的速度和圈數(shù)的增加，運(yùn)動(dòng)員加速的能力逐漸減弱，突出的表現(xiàn)在第4圈的球速增量上。在第4圈的球速增量中張文秀的2次試擲分別是2.36和1.79m／s，這說(shuō)明張文秀逐漸加速的能力較強(qiáng)，國(guó)際上優(yōu)秀的鏈球運(yùn)動(dòng)員的突出特點(diǎn)在于連續(xù)加速的能力強(qiáng)，旋轉(zhuǎn)速度越來(lái)越快。最后一個(gè)對(duì)球進(jìn)行加速的是出手階段(即最后用力階段)，它是在第3圈(或第4圈)旋轉(zhuǎn)結(jié)束，右腳著地開(kāi)始的，它要求把通過(guò)旋轉(zhuǎn)所獲得的速度連續(xù)地作用到鏈球上的最后關(guān)鍵階段，直接關(guān)系到最后用力的好壞和整個(gè)旋轉(zhuǎn)過(guò)程的銜接情況，同時(shí)也直接影響到運(yùn)動(dòng)員成績(jī)。從表5可以看出張文秀在此階段的球速增量比較大，達(dá)到3.11和3.60 m／s。這表明她旋轉(zhuǎn)的最后階段加速能力較強(qiáng)。從表6的各圈球速的增量對(duì)出手速度的貢獻(xiàn)率可以看出，預(yù)擺階段的球速增量最大，張文秀的加速節(jié)奏比較合理，特別是反映在第4圈和出手階段的加速增量上，張文秀的第4圈球速增量較大在最后階段的加速能力較好。

3.4 旋轉(zhuǎn)階段各個(gè)時(shí)相運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的分析

肩髖扭轉(zhuǎn)角定義為：兩肩橫軸的連線和兩髖橫軸連線交叉在水平面上形成的夾角，以右肩點(diǎn)與右髖點(diǎn)為參照點(diǎn)，正值為髖橫軸領(lǐng)先于肩橫軸，它反映軀干扭緊程度，正值越大，軀干扭緊效果越好。肩髖扭轉(zhuǎn)角反映的是運(yùn)動(dòng)員軀干扭轉(zhuǎn)的狀況，這主要通過(guò)肩橫軸和髖橫軸在旋轉(zhuǎn)的單、雙支撐階段相互超越運(yùn)動(dòng)下完成的。一般肩髖扭轉(zhuǎn)角最大值出現(xiàn)在著地之時(shí)或著地之前，最小值出現(xiàn)在離地之時(shí)或離地前，由于雙支撐階段是對(duì)鏈球加速的主要階段，所以，我們著重對(duì)運(yùn)動(dòng)員的此階段進(jìn)行分析。從表7可知，張文秀的2次試投前3圈的扭轉(zhuǎn)角呈逐漸上升的趨勢(shì)，但第4圈卻下降到了55°和56°。

髖角定義為：為肩關(guān)節(jié)和髖點(diǎn)的連線與膝關(guān)節(jié)和髓關(guān)節(jié)的連線在髖關(guān)節(jié)處所形成的夾角，角度越大，說(shuō)明髖關(guān)節(jié)伸展程度大，一定程度上反映上體在髖關(guān)節(jié)處的抬起程度。髖角和膝角的變化反映了運(yùn)動(dòng)員在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中整個(gè)人體重心上下起伏的程度，同時(shí)還反映出運(yùn)動(dòng)員整個(gè)下肢在運(yùn)動(dòng)中是否壓緊。由表8和表9可知，張文秀在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中左髖角要小于右髖角，而左右髖角都呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)。左膝角要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于右膝角，同時(shí)表現(xiàn)出左膝角呈逐漸下降和右膝角逐漸上升的趨勢(shì)，張文秀的第1次試投右腳著地瞬間的左右髖角分別是152°、155°、158°、160°和128°、128°、132°、151°，大體上是呈逐漸上升趨勢(shì)，右腳著地瞬間右膝角分別是123°、119°、120°、109°和126°、122°、113°、128°。由于右腿在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的工作和任務(wù)不同，所以用力的方式也不同。左腿在旋轉(zhuǎn)中的用力形式是屈伸式的轉(zhuǎn)動(dòng)，左右腳著地時(shí)髖角度的適當(dāng)減小，可更有利于使肌肉做退讓式收縮，發(fā)揮更大的肌力。左膝的角度在右腳著地瞬間各個(gè)時(shí)相也不同，通過(guò)和右腳離地時(shí)各個(gè)時(shí)相的對(duì)比，可以反映出身體重心起伏的程度，選擇與身體重心變化情況密切相關(guān)的左腿膝關(guān)節(jié)變化角度作為身體重心變化情況的參數(shù)(r＝0.88，P<0.01)，在不同轉(zhuǎn)體階段，運(yùn)動(dòng)員左膝關(guān)節(jié)角度的變化值是不一樣的，在每次轉(zhuǎn)體中，當(dāng)鏈球至最高點(diǎn)下行瞬間(單支撐結(jié)束瞬間)左膝關(guān)節(jié)彎曲的角度最大，在鏈球至最低點(diǎn)上行瞬間(單支撐開(kāi)始瞬間)左膝關(guān)節(jié)彎曲的角度最小，隨著旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和鏈球運(yùn)行速度的增加，運(yùn)動(dòng)員左膝關(guān)節(jié)屈度不斷增加，張文秀的左膝角呈逐漸下降和右膝角逐漸上升的趨勢(shì)。左膝角逐漸下降，這說(shuō)明她們?cè)谛D(zhuǎn)過(guò)程中身體重心逐漸下降。從張文秀數(shù)據(jù)上看，她的旋轉(zhuǎn)技術(shù)在右腳離地瞬間的左髖膝角基本符合現(xiàn)代擲鏈球技術(shù)的特點(diǎn)，符合右腳晚抬早落的特點(diǎn)和鏈球旋轉(zhuǎn)技術(shù)的規(guī)律。從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)角度分析，在右腳落地時(shí)減小膝關(guān)節(jié)角度，能增加施加于支撐面的壓力，從而獲得更大的支撐反作用力，保持較大的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和良好的用力姿勢(shì)，拉長(zhǎng)腰背部肌群的初長(zhǎng)度，加長(zhǎng)了工作距離，更有利于充分發(fā)揮下肢關(guān)節(jié)的蹬轉(zhuǎn)及蹬伸力量。

4、結(jié)論與建議

1)張文秀旋轉(zhuǎn)階段單支撐時(shí)間略長(zhǎng)于雙支撐時(shí)間，在旋轉(zhuǎn)中還存在著技術(shù)不合理的現(xiàn)象，以后要加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練，要想有更大的突破，必須改進(jìn)技術(shù)。

2)從旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作節(jié)奏上來(lái)看，張文秀的動(dòng)作節(jié)奏基本上符合現(xiàn)代擲鏈球技術(shù)的要求，加速時(shí)機(jī)把握得較好，有利于對(duì)鏈球的加速，不足的是雙支持時(shí)間偏長(zhǎng)。

3)從旋轉(zhuǎn)階段運(yùn)動(dòng)員各圈的加速增量來(lái)看，張文秀的加速能力較強(qiáng)，特別是旋轉(zhuǎn)的最后一圈，但也要逐漸提高前3圈的加速能力。

4)通過(guò)對(duì)髖膝角度的分析表明，張文秀的左膝角呈逐漸下降和右膝角逐漸上升的趨勢(shì)。

5)張文秀的旋轉(zhuǎn)技術(shù)在右腳離地瞬間的左髖膝角基本符合現(xiàn)代擲鏈球技術(shù)的特點(diǎn)，符合右腳晚抬早落的特點(diǎn)和鏈球旋轉(zhuǎn)技術(shù)的規(guī)律。