增加投籃距離對提高跳投成功率的影響

魯鵬飛

摘 要：本研究論述分析了增加距離對籃球跳投成績的影響。隨機選取10名男性籃球運動員，并對一些運動動作變量進行了分析。在跳投過程中，分別從近距離、中距離和遠距離（分別為2.8米、4.6米和6.4米）三種條件下進行條件假設。得到結果，投籃精度從59%下降到37%。在實驗單因素固定的基礎上，調整球出手高度由2.46m降至2.38m-2.33m。出手角也減小近距離投籃78.92°，中距離投籃65.60°。球出手速度從4.39m/s提高到5.75m/s至6.89m/s之間。驗證影響跳投精度的主要因素是球的出手高度、角度和速度的變化，這些變化與動作性能的適應性有關。通過本研究可以有效提高運動員在遠距離投籃的命中率。

關鍵詞：跳投; 投籃距離; 籃球; 運動控制; 生物力學

中圖分類號：G841 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號：1006-3315（2019）06-184-002

籃球是一項充滿活力的運動，運動員必須在離籃筐較近的距離地方投籃。較遠的投籃需要更高的精確度，因為水平虛擬目標隨著投籃距離的增加而減小。因此，投籃距離越大，空間精度約束越大，對于運動員的技術要求更加嚴格。另外，當投籃距離增加時，防守隊員的動作發(fā)生變化，對于運動員來說需要考慮進攻時的各種不確定因素干擾。當投籃距離增加時，球員必須減小球的出手角，而球則遵循更平坦的飛行路線。出手角度與飛行路線彼此直接影響，并改變籃球落到框里面積的準確情況。例如當球到達籃筐時角度接近90度，面積由球和籃下區(qū)域的差異決定。當進入角減小時，垂直命中目標面積減小，并產生一個較小的進筐面積。因此，遠距離射門降低了出手角，這是提高精度要求最有效的方法。

遠距離投籃也需要更大的作用力才能把球推向籃筐。沖量增加被證明明顯降低了投籃準確性。事實上，在真正的比賽中，在長距離的投籃中可以看出觀察到命中準確性較小。因此，增加投籃距離可能會影響肌肉運動控制準確性。隨著距離的增加，已經驗證了不同的移動距離對于投籃出手方式的改變也是多種多樣的，試圖根據(jù)具體的情況考慮到這些限制因素。隨著投籃距離的增加，球出手速度增加。運動員能夠通過使用更大范圍的手臂關節(jié)動作來提高出手速度。女籃球運動員在投籃時肩部角速度更大，肩部和手腕周圍的運動幅度也更大。通過觀察到肩部屈曲更大，肘關節(jié)伸展更大，向籃筐的重心位移增加。考慮到了這些變化，當投籃距離增加時出現(xiàn)一些代償動作策略。因此，文獻報道了不同的用于適應調節(jié)命中率的策略，但是，使用的距離操作的效果對運動控制策略尚不清楚。鑒于籃球跳投的重要性，通過實驗證據(jù)定性的觀察、數(shù)學模型的推導和分析來研究這種能力。然而只有很少的研究已經分析了跳投的性能，當距離被實驗操縱，分析相對于投籃距離的增加，有助于理解影響運動精度的基本機制和變量。本研究通過分析這些影響因素效應對籃球跳投成績的影響。假設投籃距離的增加會降低投籃精度，同時也會減少球的出手角度、高度和提高球的出手速度。

1.實驗方法與具體操作

方法：選取10名男籃球運動員自愿參加研究并簽署知情同意書。腿部沒有傷病，這可能會影響他們的跳投性能。在研究期間進行練習，參加了定期訓練（每周3節(jié)）和正常比賽。數(shù)據(jù)采集前的實驗程序，參與者可進行10-20分鐘的熱身活動。熱身包括一般的和具體的練習，參與者練習一些跳投。在熱身之后，再來一次。參加者被指示不要使用籃板，直接通過籃圈命中。然后，允許參與者在數(shù)據(jù)收集之前進行額外的拍攝，數(shù)據(jù)收集是在2min之后開始。在三種條件下，用一個標準的表示近距離、中距離和長距離（2.8米、4.8米和6.8米），按順序進行了10次跳投，記錄投籃成功率，確定跳投命中率。隨機選擇三個成功的試驗進行進一步分析。這些是時間正常化的，在每個實驗條件下計算每個實驗對象的集合平均數(shù)。運動開始被定義為參與者開始舉起球的瞬間。當運動結束被定義為10幀（0.1s）后，球出手。球出手角分析了出手瞬間垂直線位移和速度。出手角被定義為球的放置和水平之間的角度。使用0.05s的時間是為了減少數(shù)字化誤差的影響，球的高度被定義為球出手發(fā)生的高度。

為確定動作模式而選擇的跳投參數(shù)包括對踝關節(jié)、膝蓋、髖關節(jié)、軀干、肩關節(jié)、肘關節(jié)、腕關節(jié)及跟隨關節(jié)周圍多個變量的運動學分析。

所確定的變量：（A）關節(jié)角位移和速度的時間序列;（B）最小和最大關節(jié)角位移;（C）關節(jié)運動范圍;（D）球頭關節(jié)角放松;（E）最小和最大關節(jié)角速度;（F）運動時間。垂直速度表示投籃是在跳躍上升階段進行的，而負垂直速度則表示籃球是在上升階段進行的，在跳躍下降階段執(zhí)行。數(shù)據(jù)分析采用四階遞推低通巴特沃思濾波器，利用截止頻率為6Hz的濾波器來降低高頻分量。濾波測定是從肘關節(jié)的角位移中得到的，因為肘關節(jié)的位移是最快的。在對坐標進行濾波后，計算出關節(jié)的角位移和速度。時間序列數(shù)據(jù)與移動時間有關的時間被規(guī)范化。運動百分比數(shù)據(jù)數(shù)字化的準確性是用隨機選擇的視頻進行三次數(shù)字化，并計算肘的變量。

2.投籃距離的變化對于球變量的影響

與其他條件相比，距離最遠的投籃精度降低。距離從近到遠的增加降低了球的出手高度。球出手與中、遠條件相比，高度由近距離下降。球的出手角也降低了球從中間執(zhí)行時距離改變。隨著投籃距離的增加，各實驗條件下均出現(xiàn)較高的球速。跳投距離最大時，速度以較短的時間進行，與其他條件相比，差異有變化性。顯示各實驗距離內的投球變量也隨著不斷地改變。接近投籃是用較高的跳高來進行的，與從中間射門進行的投籃相比是比較高的距離。與遠離目標的投籃相比，靠近籃筐的投籃也使球在跳高最高的瞬間出手。

距離的增加導致了對投籃運動的更大的空間限制。投籃距離越遠，虛擬目標越小，而精度也就越小。要求從出手點到籃筐的轉臺球位移跟著進行變化。這種更大的限制要求演示者改變動作控制策略。發(fā)球準確，并產生很大的沖動，以推動球在出手的瞬間。這些策略在球出手瞬間施加高度、角度和速度的變化。這種策略也與遠距離投籃的準確性損失密切相關。長距離投籃需要產生很大的沖力，把球推到一個很長的軌道上。小出手高度和推動球的巨大出手沖動與不太準確的投籃有關。此外，這些投籃和下降的跳躍高度還具有肩部屈膝減少的特點。目前的研究也證實了這種策略的使用，包括過早出手球的瞬間。關于跳躍高度峰值，并已應用于允許使用部分跳躍能量，以優(yōu)化出手球的沖動。在籃筐附近進行的投籃（最接近的狀態(tài)）給出的接近籃筐時出手并且完成最大的跳躍高度。因此，離籃筐更近的投籃可以獲得更大的穩(wěn)定性，更小的移動球距離，更少的需求產生大量的沖量，在出手瞬間推動球。這些因素有助于理解在靠近籃筐的投籃中所發(fā)現(xiàn)的更高的準確性。較低的球出手高度并沒有引起跳躍重量減少。這證實了無論投籃距離如何，下肢運動都是一致同步的。它也表明球員的經驗水平較低。隨著投籃距離的增加，飛向籃筐的水平速度也增大。事實上，質量中心的垂直速度隨著距離的增加而增加。這些更大的速度與跳躍產生的能量再利用到上肢與優(yōu)化出手球的沖動的策略有關。這種策略是在遠距離投籃中發(fā)現(xiàn)的，以及在產生力量能力減弱的球員身上或經驗較少者身上。然而，通過在接近最高速度的時刻出手，球的優(yōu)化一直與較低的投籃精度有關，這有助于解釋在遠距離拍攝中發(fā)現(xiàn)的低精度。