籃球前轉身投籃過程中支撐腳的運動生物力學分析

程黎明

(呂梁學院 離石師范分校,山西 呂梁 033000)

籃球前轉身投籃過程中支撐腳的運動生物力學分析

程黎明

(呂梁學院 離石師范分校,山西 呂梁 033000)

文章通過對呂梁學院12名籃球運動員進行前轉身投籃動作的調查研究，并運用運動生物力學對整個過程進行分析，得出了籃球前轉身投籃動作中運動生物力學規律，旨在提出一套針對籃球運動員前轉身投籃動作有效且合理的訓練方法，并對籃球運動技巧評價提供一些理論參考依據，促使籃球運動員們正確對待和理解前轉身的技巧技術，提高籃球前轉身投籃技巧的實施效果，從而促進籃球運動技術的進一步發展。

籃球；前轉身投籃；運動生物力學

籃球運動作為一項綜合性的現代體育運動競技項目具有特殊的健身作用，不僅能活躍運動者的身心還具有強健其體魄的功能，除此之外籃球運動還屬于奧運中非常重要的體育競技項目，這項運動體現的不僅僅是運動的活力更加能催發的是人們在對抗困難時的勇氣和頑強的意志[1]。1891年籃球運動誕生成為一項新興起的運動項目，到1936年奧運會將籃球項目列為競技比賽項目之一，并出臺了具有國際統一標準的比賽規則。隨著籃球運動的發展，也從最開始的攻防互動演變成了運動員體能、技能、戰略的較量，各種新的技能技術不斷涌現，同時也創造出了很多高難度的籃球技巧，其中值得關注的重要的進攻技巧之一就是籃球前轉身技術。籃球前轉身技巧的動作中包含了運動員下肢的各種復雜的動作活動，按照生物力學的角度對其進行分解可以分為：準備活動動作、功能活動動作和結束活動動作[2]。在運動員前轉身投籃的動作完成到結束這個過程有機的將跨步和轉體進行了結合，以達到投籃的效果，這一過程主要是通過轉身速度和跨步大小決定的，這里就需要運動員對籃球技術動作進行標準的合理化掌握[3]。本文就籃球前轉身投籃過程中支撐腳的運動生物力學進行調查研究，得出在籃球前轉身投籃過程中運動員對支撐點的生物力學規范化掌握有助于運動員在比賽時更好地完成投籃動作和技巧，從而達到比賽勝利的目的。

1研究對象

本次調查研究選取呂梁學院12名籃球運動員作為研究對象，所有籃球運動員均在從事籃球專項訓練中達4年以上，各項籃球技巧均較為熟練，在實際籃球活動中使用前轉身技術投籃的頻率較多，對前轉身投籃技術較為熟練命中率較高，投籃使用的均為右手投籃，研究對象的平均年齡為(22.8±2.1)歲，平均身高為(189.8±8.1)cm，平均體重為(87.2±15.3)kg，所有運動員的年齡、身高、體重、運動年限均無明顯差異。

2研究內容

對參與本次調查研究的12名籃球運動員進行1-12的編號，在實驗調查開始前做充分的熱身運動：繞場內慢跑2圈、進行身體關節的拉伸和保護運動、做跑籃練習，待運動員身體機能充分展開時可做實驗調查前的前轉身投籃動作的練習，以確保實驗調查進行時運動員的動作技巧能夠得到最好的發揮。當一切準備就緒后，開始對參與對象進行測試內容的記錄，分別對運動員進行角度為0°時3m距離和5m距離、45°時3m距離和5m距離、90°時3m距離和5m距離的測試，完成這6個點背對籃筐完成接球后前轉身投籃的動作，每名運動員均作6套動作，每個動作均做2次。

3研究方法

每名運動員需要完成的動作有三個，分別是：原地前轉身；原地前轉身突破；原地前轉身投籃。本次調查采用紅外目標跟蹤檢測系統(生產商：杭州晨安科技股份有限公司)，主要是通過對1080P60的全景攝像跟蹤SDI視頻對人體運動進行檢測及鎖定跟蹤圖像，同時，配備兩部測力臺(生產商：北京冠一科儀商貿有限公司)對運動員在完成轉身時左右腳不同力量變化的測量。本次測試所得數據均采用SPSS11.0和EXCEL2007等統計學軟件進行運動時生物力學的各項指標數據的提取和分析。

4研究結果

本次研究調查針對研究對象完成原地前轉身、原地前轉身突破、原地前轉身投籃三個動作，為了方便研究分析將這三個動作分為：轉身前動作、轉身過程、轉身結束動作。

4.1轉身動作的支撐點生物力學變化分析

從正常的站立姿勢進行分析，穩定性的主要來源是與地面支撐面積的大小以及重心，所以在運動中，為了取得更佳的平衡控制程度，則需要對腳下支撐面積進行最大化處理，從而將重心降低，加快起動速度，一般情況下，運動員在保持起動速度加快的情況下，其兩腳間最合適的距離大約為運動員肩寬距離再增加15cm左右，準本轉身前運動員上體姿勢需微微向前傾，這些方法都有利于保持平衡和迅速啟動的應變協調性。而轉動效果的好壞和支撐點力的大小及轉軸的距離有一定的相關性，如表1所示，Fx代表的是左右方向的力，Fy代表的是前后方向的力，其中轉身前轉動腳左右方向的力的最大值為(284.3±53.1)N，前后方向力的最大值為(119.4±55.7)N；轉身過程中左右方向力的最大值為(301.8±95.2)N，前后方向力的最大值為(159.8±63.7)N；轉身結束動作中左右方向力的最大值為(246.5±72.4)N，前后方向力的最大值為(172.4±54.5)N。三個動作中前后方向的力均小于左右方向的力，在轉身過程中，應其具備的攻防性，使得運動員左右方向力值較其他兩種動作力值更為大些，聯合轉身過程和轉身結束動作過程，左右方向力變化較大，其動作重心下降使得力值加大，當開始投跳時重心上升促使力值減小，由此可見在轉身運動中前后方向的力在轉身過程中并沒有明顯轉動。在籃球運動中，運動員運動過程中左右方向的力在前轉身投籃命中率起到了絕對性的作用。

表1 三個動作的轉動腳力的平均值和標準差(N)

轉身前動作Fx最大值Fy最大值轉身過程Fx最大值Fy最大值轉身結束動作Fx最大值Fy最大值平均值284.3119.4301.8159.8246.5172.4標準差53.155.795.263.772.454.5

4.2轉身動作轉動腿速度指標的變化分析

大量實際運動的研究發現，支撐點和有效轉動的配合是轉動動作達到最優化最合理的結果，同時也是保證轉動腿速度加快的前提。如表2所示，轉身前動作中膝關節速度2.09m/s、踝關節速度2.93m/s,足尖速度3.17m/s；轉身過程中膝關節速度2.18m/s、踝關節速度3.31m/s,足尖速度3.46m/s；轉身結束動作中膝關節速度3.14m/s、踝關節速度3.42m/s,足尖速度3.88m/s。轉身結束動作中的投跳動作要求達到跳起高度更高，轉動腿速度更快的效果，轉身過程中突破的動作由于后續銜接的要達到的效果變得稍微遲緩，轉身前動作因為后續動作沒有明顯需要達到的效果所以動作的速度最為緩慢。

表2 三個動作的轉動腿關節速度的最大值(m/s)

球員編號轉身前動作膝關節踝關節足尖轉身過程膝關節踝關節足尖轉身結束動作膝關節踝關節足尖11.912.583.091.582.513.192.583.123.9822.222.913.142.063.123.513.173.043.8932.012.693.152.174.154.482.944.493.7142.152.223.132.33.613.943.843.033.7351.812.333.552.823.873.392.813.964.2762.812.013.122.483.823.153.183.443.9372.113.893.182.63.743.252.593.864.2782.013.153.152.133.113.682.892.73.8592.093.913.161.613.123.513.593.333.95102.183.413.122.083.813.173.882.883.25111.852.843.091.752.113.153.053.143.91121.953.253.152.612.713.153.144.013.82平均值2.092.933.172.183.313.463.143.423.88標準差0.260.620.120.400.630.410.430.540.27

4.3三個動作的轉動腿角度變化分析

運動員的支撐腳為了穩定考慮是不會離開地面，支撐腳做蹬地的反向運動調整穩定點的位置以便于后續其他動作的合理完成，以確保動作進行時的穩定和準確，相關文獻顯示，人體身體扭轉最大的限度為≤600°，整個轉體動作均是依靠下肢運動完成，上身起輔助作用。在準備轉身前動作中左膝角度最大值為(137.3±11.67)度、身體扭轉角度最大值為(26.98±5.59)度，在進行轉身過程中左膝角度最大值為(139.03±5.42)度、身體扭轉角度最大值為(44.46±8.19)度,在轉身結束動作中左膝角度最大值為(169.63±5.94)度、身體扭轉角度最大值為(29.026±11.98)度。由此可見運動員的膝關節角度增減、身體扭轉程度的角度在三個動作的完成中具有明顯的變化，其目的就是為了達到投籃技術的完成。參見下頁表3。

表3 三個動作的支撐腿和身體扭轉最大值(度)

球員編號轉身前動作左膝角度最大值身體扭轉角度最大值轉身過程左膝角度最大值身體扭轉角度最大值轉身結束動作左膝角度最大值身體扭轉角度最大值1131.232.4135.939.2176.716.42142.113.6138.133.8171.718.83161.732.6139.661.6168.421.54142.430.2135.838.9181.524.45142.732.7141.951.3174.722.56114.726.7134.831.5169.131.6713627.2144.145.3171.258.38123.122.9151.747.8168.341.99131.925.4133.442.7161.521.810141.221.8131.850.2162.618.111138.127.4140.447.4164.117.112142.530.8140.943.8165.717.9平均值137.326.98139.0344.46169.6325.86標準差11.675.595.428.195.9412.55

4.4三個動作的組合而成的動作生物力學分析

前轉身投籃的動作可細分為三個分解動作：原地前轉身、原地前轉身突破和原地前轉身投籃，其中在轉身的過程中，作為運動員轉動軸的轉動腿轉動的動作的下一個動作的保持穩定有效，是提高整體動作的有效性的必要保證，這和運動員轉動時的幅度和力度有直接關系，保持整個動作的平衡穩定是前轉身投籃成功的前提，在身體扭轉向前的過程中，運動員通過支撐腿、頭部、軀干、肩部、手部等身體的各個環節的調節來維持穩定和平衡，相互之間協調運動形成投籃的基本動作，從以上的數據分析，運動員在進行前轉身投籃時應注意在開始旋轉時重心移至左腳，積極轉動腿來帶動身體旋轉，此時的支撐腿不能直接伸直，否則重心將轉移。在人體運動過程中，肌肉的牽拉是運動過程的一個特點，可起到身體扭轉快速和制動的作用，同時使整個動作達到連貫性和完整性，身體旋轉前大力蹬離地面的力量可以為身體的快速選擇創造有利的條件，膝關節角度的選擇可以不僅作用于蹬離地面的力度，還可以起到相對穩定的效果。前轉身投籃技術的優劣可以通過角速度的快慢變化、身體扭轉時間的長短來體現。

籃球運動中前轉身投籃技巧的組合運用，并非是單個技術的加成作用，而是運動員對籃球競技項目的熟練掌握和運用的結果。競技賽場中，對手的比拼說到底就是對技巧熟練程度和完成技巧的時間及時程度的比較，技巧動作之間的銜接熟練是完成組合技巧的技術的關鍵因素，衡量籃球技術的主要標志就是技巧動作銜接的連貫性、協調性和節奏性。只有對單個動作的熟練掌握，才能更加快速的對組合技術進行掌握和運用，從而促使籃球前轉身投籃技術質量的提高，將單個的動作技術掌握后，再按照順序進行組合，理順動作的時間前后，才能理解單個動作之間相互依存和影響的關系，為后續的動作做好充分的準備，更加有利于后續動作的順利實施。在前轉身投籃過程中，對于重心節奏的把控是重要一環節，這直接關系到運動員在實施動作時的穩定性，重心的轉換大多是在運動時的移動中完成的，重心移動的普遍規律是：重心平衡—破壞重心平衡—新重心平衡，以此循環往復。運動員在訓練過程中應注意重心轉換的訓練，控制好轉換重心時重心轉移的方向和高度。

5結論與建議

5.1結論

通過本次調查分析發現，原地前轉身動作中支撐腳的左右方向的力要大于前后方向的力，在完成原地前轉身突破動作時，對于前轉身動作中實施的不同的左右方向的力有明顯的改變意義，因為運動員自身重力大于雙腳支撐地面時用在支撐腳上的力，為了維持在運動過程中運動員自身的平衡，轉動時的力矩因縮小，當力的作用時間變短和變快的時候，則有利于運動員自身扭轉方向速度的加快，所以只有左右方向力能在這一過程中起到巨大的作用。

支撐腿的膝關節角度在轉身前動作的平均值為(137.3±11.67)度，在轉身過程中的平均值為(139.03±5.42)度、在轉身結束動作的平均值為(169.63±5.94)度。這表明當進行原地前轉身突破動作時，由于后續動作中需要對方向的明確性，使得動作變得較為遲緩，所以膝關節的標志角度處于居中地位，而原地前轉身動作則沒有后續動作的相關需求，所以此時轉動腿的關節表示的速度是整個動作速度最慢的一個環節。

5.2建議

運動員在進行前轉身訓練的時候，因在轉身時蹬地力度進行力量化訓練，同時給予支撐腳控制自身平衡訓練，以此來加速身體的扭轉，在加速訓練的同時，因針對運動員下肢和腰骸關節的力量和協調程度進行訓練以確保運動員身體的穩定性，避免造成轉身角度過大或過小等情況的發生，在進行協調性訓練中可增加跳繩、跑步等基礎性訓練[4]。

在蹬離地面起跳時，不僅下肢力量會影響到起跳的速度和力量，運動員上肢的帶動也能起到充分有效的作用[5]。所以在這部分訓練過程中，運動員應增加深蹲、杠鈴半蹲、負重跑步或蛙跳等增加下肢力量和上肢協調力度的訓練。

籃球運動是一項技術要求動作規范的運動，通過長久的訓練方案的研究[6]，體育研究者發現籃球運動的技術需要遵循的順序、方向、節奏、用力等要求，完全符合人體生物力學和運動學的原理，對技巧的正確訓練能有效地達到運動中所需要的效果，不僅能提高動作的速度還能保證運動所需要達到的準確性和穩定性，提高命中率和成功率。

[1]徐艷,袁同春,柴業宏.基于三維圖像解析的籃球投籃技術生物力學分析[J].合肥工業大學學報(自然科學版),2012(10).

[2]孫殿恩.籃球教學中罰球技術的生物力學分析[J].長春理工大學學報,2012(5):227-228.

[3]春潮.籃球運動員前轉身過程中轉動腿的生物力學分析[J].安徽農業技術師范學院學報,2007(6):68-71.

[4]朝革命.籃球持球突破技術的運動生物力學分析及其在教學和訓練中的運用研究[J].內蒙古工業大學學報,2003(2):142-145.

[5]WANG Cheng-jun,ZHENG Qi.Dynamics Analysis and Influence on Shooting Average of Spinning Basketball[J].Journal of Physical Education Institute of Shanxi Teachers University,2012,27(2):100-104.

[6]ZHOU Ya-hui.Kinematic Characteristics of Stop Jump Shot in Basketball[J].Bulletin of Sport Science & Technology,2012,20(7):29-30.

(責任編輯：高 堅)

2016-09-12

G841

A

1673-8535(2016)06-0054-05

程黎明(1984-)，男，山西臨汾人，呂梁學院離石師范分校講師，碩士，研究方向：體育教學。