人杠重心運動軌跡在抓舉技術分析中的運用

李家發

(阿壩師范高等專科學校體育系,四川汶川623002)

舉重抓舉的技術動作,除了人體各環節角度指標的變化可以用作分析運動員的技術狀況外,人體重心和杠鈴重心也是一對關鍵的指標,可以用來分析運動員在抓舉技術發揮中所需要遵循的 “近”、“快”、“低”三原則[1]。教練員在訓練中通常也是按照上述三原則進行指導訓練,但是教練員的定性分析不能發現運動員細小的錯誤和缺陷,這就需要借助一些定量分析來進行輔助訓練。因此本文選擇人體重心和杠鈴重心在垂直、前后、左右三個方向上的位移圖和速度圖來進一步分析4名后備運動員的技術動作完成情況,以幫助提高抓舉的成功率。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

經過優秀教練員的篩選,以及本研究的需要,從四川省舉重隊中選出4名運動員作為研究對象(見表1)。其中黃忠獲2012年全國舉重錦標賽85 kg級亞軍,雷海濤獲2012年全國舉重冠軍賽62 kg級抓舉、挺舉和總成績三項冠軍。由于本研究主要針對抓舉技術動作進行分析,不對運動員的力量大小進行比較,因此性別差異不影響研究結果。

表1 運動員基本信息

1.2 研究方法

1.2.1 文獻檢索法

通過在成都體育學院圖書館、CNKI數據庫、萬方資源數據庫等收集相關的文獻資料,深入學習相關實驗和知識。

1.2.2 專家訪談法

走訪四川省舉重隊的著名教練員和成都體育學院運動生物力學專家,并深入了解舉重項目的動作技術要求和特點,其中包括研究動作的價值、技術關鍵環節、輔助訓練方法等情況,為研究做好相關知識儲備。

1.2.3 三維影像解析法

采用2臺JVC9800攝像機對4名運動員的抓舉技術動作進行三維定點拍攝,每名運動員按照自己最好成績進行三次抓舉。研究時選取最好的一次作為分析材料,利用美國Ariel Performance Analysis System對錄像資料進行數據解析和數據處理。

1.2.4 數理統計分析法

利用SPSS13.0專業數理統計軟件對所需數據進行分析,并將所測運動員技術數據與世界高水平運動員的技術數據進行對比分析。

2 結果與分析

本文討論的運動學數據,其框架坐標按右手系,運動員在第一象限動作,方位如圖1所示,X代表左右方向,Y代表前后方向,Z代表垂直方向[2]。

圖1 框架坐標系

2.1 人杠重心在垂直方向的運動軌跡

2.1.1 人杠重心在垂直方向上的位移變化

舉重運動其實就是杠鈴在人體的作用下在垂直方向上產生較大的位移[3],因此通過對人杠重心在垂直方向上運動軌跡的比較,可以清楚直觀看地到運動員在進行抓舉時各個階段數據的變化。圖2～5為4名運動員人杠重心垂直方向位移變化情況。圖中的人體重心和杠鈴重心數據與抓舉階段劃分互相對應,AB段對應預備提鈴階段;BC段對應提鈴階段:其中包括伸膝提鈴階段、引膝提鈴階段、發力階段、慣性上升階段;CD段對應下蹲支撐階段;EF段對應起立階段。

通過對4名運動員抓舉過程中人體重心和杠鈴重心在垂直方向上的位移圖比較,不難發現:4名運動員在預備提鈴階段 (AB段)所用的時間各有不同,其中黃忠所用時間 (0.580 s)最大,郭婧所用時間 (0.280 s)最少 (見表2)。預備提鈴階段雖然沒有對杠鈴重心產生位移,但是使人體肌肉在發力之前產生了預拉伸效果,在一定程度上為后續發力做好了充分準備,有助于動作的完成。

表2 垂直方向上人杠重心時間數據

圖2 雷海濤人杠重心垂直方向位移軌跡

其次,在提鈴階段 (BC段)除了黃忠所用時間 (0.600 s)最短外,其余4名運動員所用時間基本上都在0.800 s左右,說明4名運動員中黃忠的爆發力最好。此外在蹲位支撐階段 (DE段),黃忠抓舉140 kg所用時間 (0.740 s)最長,付小娟抓舉80 kg所用時間 (0.340 s)最短,說明在抓舉中蹲位支撐階段需要的時間會隨著重量的增加相應地增加,但并不是時間越長越好,因為支撐時間過長會消耗一定的能量,從而對后續的上舉發力產生影響,嚴重的還會導致上舉失敗。

圖3 黃忠人杠重心垂直方向位移軌跡

另外,人體重心和杠鈴重心的垂直方向上的位移數據也有重要價值,可以利用運動員在提鈴結束時刻與下蹲支撐時刻的人體重心和杠鈴重心位置的高度差來評價運動員是否做到 “低”的技術原則。

圖4 付小娟人杠重心垂直方向位移軌跡

圖5 郭婧人杠重心垂直方向位移軌跡

表3 垂直方向上人體重心位移數據

表4 垂直方向上杠鈴重心位移數據

從表3、4可以算出,雷海濤在提鈴結束時杠鈴重心的高度比下蹲支撐時杠鈴重心的高度下降了8.142 cm,其人體重心下降幅度達到了21.920 cm。黃忠、付小娟、郭婧在此階段的杠鈴重心分別下降了13.602 cm、4.430 cm、7.268 cm,人體重心分別下降了38.274 cm、25.206 cm、18.587 cm。由此可知4名運動員中黃忠的身體重心下降幅度是最大的,較之其余3名運動員較好地做到了“低”的技術要求。

2.1.2 人杠重心在垂直方向上的速度變化

人杠重心在垂直方向上的速度變化可以幫助教練員了解運動員提拉杠鈴的發力情況以及各階段杠鈴速度的運動軌跡情況。圖6～9為4名運動員人杠重心在垂直方向上速度的變化情況。圖中AB段對應預備提鈴階段,BC段對應提鈴階段:包含伸膝階段、引膝階段、發力階段,CD段對應慣性上升階段,DF段對應下蹲支持階段,FH段對應起立階段。其中,C1、G1點分別表示杠鈴重心在提鈴階段和上舉階段的最大速度時刻;A、D、F、H表示人體重心在此刻的速度為零,A1、D1、F1、H1表示杠鈴重心此刻的速度為零。為了方便直觀地看出人體和杠鈴重心的零速度時刻,筆者在圖中加了一條橫線,代表零速度時刻軸。在橫線上方表示速度方向向上,在橫線下方表示速度方向向下。

抓舉中對 “快”的要求除了指運動員在下蹲支撐階段下蹲要快以外,還指在提鈴發力時也要快。這是因為提拉杠鈴的過程中,杠鈴應呈加速運動,在發力階段應使杠鈴得到最大速度。只有加快發力的速度才能獲得更大的力量,從而舉起更重的杠鈴。同時,杠鈴上升的速度越大,杠鈴在慣性上升階段所用的時間也越長,這樣才能更有利于完成下蹲接鈴與支撐杠鈴的動作。由此可見,發力必須快而猛,才能使杠鈴上升到足夠的高度,并對下蹲接鈴動作的完成提供必須的時間保證。抓舉運動中下蹲支撐過程的加速度超過重力加速度,也是優秀選手的標志之一。

圖6 雷海濤人杠重心在垂直方向上速度軌跡

圖7 黃忠人杠重心在垂直方向上速度軌跡

圖9 郭婧人杠重心在垂直方向上速度軌跡

圖8 付小娟人杠重心在垂直方向上速度軌跡

在此過程中可以根據曲線傾斜度看出運動員的發力效果好壞。體現在圖中的含義就表現為B1C1段與時間軸之間傾斜角的大小,其夾角越接近90°就表示運動員的發力越好,對杠鈴的提拉速度就越快;角度越小則相反。通過對比圖12和圖13中的B1C1與時間軸夾角可以發現:郭婧的杠鈴重心上升速度要大于付小娟,說明郭婧的提鈴能力要好于付小娟,對杠鈴的提拉速度突出了 “快”的技術特點。這也是可以用作判斷運動員發力情況的一個定量指標。另外圖11還反映黃忠在上舉階段人和杠鈴重心的速度都出現了一個波谷,是由于在此過程中人杠重心在前后方向上有晃動,從而造成速度在垂直方向上的分散,出現速度的波動現象。因此,在抓舉過程中不僅要做到 “近”、“快”、“低”三原則,還需要保持人杠重心的“穩”,盡量避免人杠重心出現晃動的情況,以免影響到抓舉的成功。

2.2 人杠重心在前后方向上的運動軌跡分析

根據抓舉運動的特征及大量的研究結果表明,優秀選手在抓舉過程中,人體重心和杠鈴重心的運動軌跡與兩腳構成的支撐面中心的垂直線應盡量接近,杠鈴重心的運動軌跡呈現 “S”型[4]。這就要求運動員在抓舉過程中盡可能減小杠鈴在水平方向的前后位移,這不僅有利于運動員的發力,還能保持杠鈴的平衡。圖10～13為4名運動員人杠重心前后方向上的位移變化情況。從前后方向上來看“兩心”的運行軌跡和相互關系,最重要的是 “兩心”水平方向的距離。

從4名運動員人杠重心前后方向上的位移變化情況可以清楚地看出,圖10中的雷海濤和圖12中的付小娟的人體重心和杠鈴重心之間的 “兩心”距離最近,并且前后晃動幅度較小。由靜力平衡的穩定性原理可知,“兩心”偏離支撐面中心越遠,穩定性越差。從力學角度看,該距離是杠鈴重量相對于人體重心的阻力臂。在抓舉運動的整個過程中,阻力臂作為變量時刻決定著杠鈴對人體重心的阻力矩。因此,“近”的原則事實上就是要求盡可能減小阻力臂,從而達到減小阻力矩的過程。如果阻力矩過大,直接影響著人體前后方向力量的平衡,甚至導致抓舉的失敗。

圖10 雷海濤人杠重心前后方向上的位移軌跡

圖11 黃忠人杠重心前后方向上的位移軌跡

圖12 付小娟人杠重心前后方向上的位移軌跡

圖13 郭婧人杠重心前后方向上的位移軌跡

郭婧的人杠重心也符合 “近”的原則,但是曲線呈現出先下降后上升的態勢,說明郭婧在整個過程中人杠重心出現先后傾、后前傾的情況。這可能是因為在預備提鈴階段,人鈴各自的重心是分開的:杠鈴重心在前,身體重心在后。發力提鈴時,運動員勢必將杠鈴拉向身體,此時運動員為了使人鈴重心逐漸接近身體,出現了順勢向后倒的情況,直到下蹲支撐階段時,為了防止杠鈴后掉造成試舉失敗,運動員又將身體重心和杠鈴重心拉向前,恢復到垂直面上,從而出現類似的人杠重心曲線。運動員在訓練中應該避免此類現象的出現,特別是在大重量抓舉時更要注意,因為人杠重心在晃動較大的情況下,最容易出現掉杠的情況。

圖14 雷海濤人杠重心左右方向上的運動軌跡

圖15 黃忠人杠重心左右方向上的運動軌跡

圖16 付小娟人杠重心左右方向上的位移軌跡

圖17 郭婧人杠重心左右方向上的位移軌跡

2.3 人杠重心在左右方向上的運動軌跡分析

從理論來講,舉重過程中杠鈴重心在左右方向上的偏移為零最佳[5]。但在實際情況中,很多運動員在抓舉過程中仍然存在杠鈴重心偏移的現象。這主要是因為用力不均導致向左或向右的偏離。因此可以借助人杠重心在左右方向的運動軌跡來判斷運動員左右用力的均衡狀況。

從圖14～17可以看出4名運動員的人體重心和杠鈴重心都有一定程度的偏移,其中做的最好的是郭婧,無論是人體重心還是杠鈴重心偏移幅度都較小。偏移幅度較大的是雷海濤,其身體重心呈現出向上凸起的弧形,說明他在抓舉時身體姿態發生了偏移,出現了向右傾斜的姿態,這在一定程度上影響其動作的穩定性和發力效果。因此建議雷海濤在平時訓練中有針對性地加強右側力量的練習,以使兩側力量均衡發展。

[1]錢光鑒,楊世勇.舉重經典 (手冊)[M].北京:山東電子音像出版社,2008.

[2]劉北湘,龍望春,覃憲勛,等.主要特征點數據在抓舉技術診斷中的作用研究 [J].成都體育學院學報,2008,34(11):51-52.

[3]劉學貞,王向東.對抓舉引膝提鈴和發力階段動作的生物力學診斷 [J].北京體育大學學報,1999,22(3):44-47.

[4] Wolfgang Baumann.The Snatch Technique of World Class Weightlifters at the 1985 World Championships[J].International Journal of Sport Biomechanics,1988(4):68-75.

[5]李坦.山東省女子舉重二線運動員抓舉技術的運動學分析[D].山東體育學院,2007.