男子鉛球運動員最后用力階段技術特征的運動學分析

（廣州體育學院研究生院 廣東 廣州 510500）

1、前言

鉛球是田徑運動投擲項目之一，是一個以力量為基礎、以速度為核心的速度力量性運動項目。國內外大部分高水平運動員及我國基層教學訓練普遍采用背向滑步推鉛球技術。背向滑步推鉛球技術可以分為5個部分：握球持球、滑步、轉換、最后用力和維持身體平衡。現代推鉛球技術更加注重完整技術各動作之間的協調配合，追求技術的合理節奏，以確保獲得較快的出手速度，但是最后用力階段仍然是教練員重點強調的技術環節。

最后用力階段是從左腳落地到鉛球出手的過程，是推鉛球技術中的最重要的環節，對鉛球的運動成績具有十分重要的作用。最后用力階段的主要任務是使鉛球獲得適宜的出手速度、出手高度、出手角度。當前的研究已證實鉛球出手速度約有80%將在最后用力階段獲得。從期刊文獻資料總體來看，對推鉛球最后用力階段技術分析的理論研究較多，但大都強調技術動作，而將技術動作與推鉛球運動成績結果分析較少。因此，本研究選取廣州體育學院3名男子二級鉛球運動員為實驗對象，通過三維動作捕捉系統所采集的指標及運動學原理對推鉛球最后用力階段進行運動學分析。本文從背向滑步推鉛球的特征、最后用力階段的重心變化、出手速度、出手角度及出手高度這幾個方面對最后用力階段技術特征進行系統分析，從而改進與完善運動員的最后用力技術,為鉛球技術訓練和教學提供理論基礎。

2、研究方法

2.1、文獻資料法

通過廣州體育學院圖書館查閱大量與投擲運動、背向滑步推鉛球技術以及背向滑步推鉛球技術最后用力階段的相關書籍，并及時整理總結，通過中國知網下載相關資料，為整個研究設計及數據分析提供堅實的基礎。

2.2、訪談法

根據研究的需要，對廣州體育學院男子鉛球運動員、教練員，以及廣州體育學院從事投擲項目的教師進行相關問題的詢問，搜集整理相關材料，為本文的研究奠定基礎。

2.3、實驗法

（1）研究對象。

本研究的實驗對象為廣州體育學院3名男子鉛球二級運動員，3人均采用右手投擲（以下均用1號、2號、3號運動員表示）。

（2）測試方法。

本研究采用Nokov-Mars 2H三維動作捕捉系統進行采集，采集頻率為340HZ。所有研究對象均穿著黑色的緊身服，并在身體各關節處根據Helen Hayes Marker Set Placement標記法結合研究的需要貼上反光點建立人體運動模型后在有效捕捉范圍內演示背向滑步推鉛球動作。測試前，向運動員對測試要求進行說明。對每名運動員背向滑步推鉛球動作各拍攝3次，選取成績最好的一次進行最后用力階段技術分析。

2.4、數理統計法

對3名運動員的實驗數據用Excel2016和IBM SPSS Statistics 19.0進行統計處理。

2.5、邏輯分析法

結合運動生物力學與背向滑步推鉛球的技術原理，針對最后用力階段進行探討，得出相應結論。

3、結果

3.1、運動員推鉛球成績

鉛球是田徑運動中投擲項目之一，是以距離來計算成績決定名次的。在本研究中，測量3名運動員推鉛球成績如下：1號運動員推鉛球成績為13.13m；2號運動員成績為12.95m；3號運動員成績為12.68m。根據《運動員等級標準》，國家男子鉛球（7.26kg）技術等級標準成績二級運動員為12.50m，一級運動員為16.05m。本研究中3名運動員均達到二級水平，但與一級水平還存在一定的差距。3名運動員中1號運動員鉛球運動成績最好，比國家二級運動員標準成績高1.08m，但距一級運動員標準成績還差2.92m；其次為2號，比二級標準成績高0.45m，與1號成績相差0.18m；3號在3名運動員中成績最差，與另外兩名運動員相比，3號鉛球成績與2號相差0.27m，與1號相差為0.45m，但其仍比二級標準成績高0.18m。三名運動員鉛球成績既有相同性又存在差異性。

3.2、最后用力階段運動學測試結果

運動學是以研究人體運動動作的產生和發展規律的一門新學科。主要任務是通過研究揭示人體運動動作的發展規律，提高人體的運動活動能力，掌握并發展新技術。主要通過研究人體運動動作和運動行為（包括人體運動的軌跡、速度和加速度）反映人體或器械在空間的位置隨時間變化的規律性。在背向滑步推鉛球技術中，人體運動軌跡及速度的變化是影響運動成績的重要因素，因此為了對推鉛球的最后用力階段進行運動學分析，本文運用三維動作捕捉系統采集的指標及運動學原理對推鉛球最后用力階段進行運動學分析。

（1）重心變化。

重心即物體各部分所受的重力產生合力，這個合力的作用點叫做這個物體的重心。在整個背向滑步推鉛球的過程中，身體重心起到至關重要的作用，身體重心的變化在一定程度上可以起到加速的作用，若身體不能協調發力則鉛球運動成績必然受到影響。在最后用力階段，通過右側的蹬轉使得重心的改變，并使力從踝關節傳遞到手指作用于鉛球。

總體來說，3名運動員在最后用力階段在Z軸的重心速度均呈先增大后減小的趨勢。比較3名運動員最后用力階段重心速度曲最大值，2號運動員重心速度最大值在三人中最大為1645.63 mm/s，其次為3號最大值為1618.47mm/s，兩人僅相差27.16mm/s，差距較小；1號重心最大值最小僅為1431.94mm/s，與2號相差214.24mm/s，與3號相差186.53mm/s。縱觀三名運動員重心變化可知，其中1號和2號二人身體重心速度在逐漸升高的過程中，出現一個向下的拐點，而3號的重心速度持續增加。研究表明，這一階段身速度變化最大為體重心速度的下降不僅有利于鉛球的最后出手，還有利于左腳迅速落地，成好的左側支撐。

（2）出手速度、角度、高度。

決定鉛球運動成績的主要因素是出手高度、出手角度和出手速度。結合運動員身高情況，3號身高178cm出手高度2.01m，1號身高179cm，出手高度2.02m,兩名身高差不多的運動員，出手高度也相差無幾，這是因為出手高度對每名運動員都具有相對穩定性，出手高度與運動員的身高和臂長及專項水平有關。3名運動員出手速度的最大值為10.32m/s，最小值為8.44m/s，二者相差1.88m/s。結合3名運動員的鉛球運動成績，3號與1號兩名運動員成績差距較大，二人出手速度差異也較為顯著，出手速度與鉛球運動成績呈正相關。在本研究中，3名運動員的出手角度分別為39.07°、38.87°、45.95°，兩名成績較好的運動員出手角度差值較小且其出手速度較快。研究表明世界優秀運動員的出手角度一般在34°-38°之間，我國第十二屆全運會男子鉛球前8名運動員出手角度的平均值為35.46°，且8名運動員的出手角度均在這一范圍。出手速度對出手角度有一定的影響，鉛球的出手角度是由鉛球出手瞬間的水平和垂直速度而決定的，在一定的范圍出手角度隨著出手速度的變化而變化。

（3）最后用力階段加速準備部分。

①關節速度

在背向滑步推鉛球技術的最后用力階段的加速準備部分，要求左腿積極擺制動，右腿有力蹬伸，以帶動右髖積極轉動，投擲技術動作順序為左腳支撐—右腳蹬伸—左髖轉動—軀干轉動。在本研究中，3名運動員的髖、膝關節速度均呈現出右膝大于右髖，右髖比左髖大，且左髖大于左膝的特點，說明3名運動員在最后用力階段的加速準備發力順序合理。

②關節角度

良好的左側支撐技術對取得合理的出手高度，出手角度和出手速度，及對取得理想的姿勢，轉化為投擲速度均有及其重要的意義。依據《我國優秀運動員競技能力狀態診斷和監測系統的研究與建立》中的診斷指標確定方法，本文將左側支撐中膝關節角度定義為左大腿與左小腿的夾角。研究表明我國優秀運動員的最后用力階段加速準備部分左側膝關節角度平均值為159.1°。在本研究中，3名運動員左側支撐膝關節角度最大的是1號為144.31°，其次2號為143.68°，最小為3號134.79°，左側支撐膝關節角度小，則說明沒有形成穩定的支撐，主要是原因可能制動效果不好。

（4）最后用力階段加速部分。

在背向滑步推鉛球技術的最后用力階段加速部分，要求運動員根據合理的發力順序實現蹬—轉的協調配合，以便力的傳遞，增加鉛球的出手速度，這就要求運動員形成下肢—腰腹—上肢的發力順序。3名運動員在最后用力技術爆發用力階段均呈現右膝關節速度大于右髖加速，爆發用力部分髖關節速度略大于蓄力部分，旋轉速度加快則說明右腿蹬伸有力，由此，可說明3名運動員發力順序合理。

本研究主要利用三維動作捕捉系統對3名男子鉛球二級運動員的最后用力技術進行運動學分析。從重心變化和關節角度、速度的的變化來看，3名運動員發力順序合理，但是左側支撐效果不夠，對鉛球最后用力階段產生一定的影響，從而影響了鉛球運動成績。

4、結論

本研究選取廣州體育學院3名男子鉛球二級運動員為對象，對背向滑步推鉛球最后用力階段技術特征進行運動學分析，結果顯示，最后用力技術是增加出手速度的主要環節，是影響運動成績的主要階段；出手角度對運動員出手速度和出手角度有一定的影響，3名運動員出手高度差異不大；3名運動員在最后用力技術技術動作比較合理，能夠形成一個合理的用力順序，但是身體重心的移動也是影響推鉛球成績的重要因素，上肢過早抬起，身體左側未能行成牢固的支撐，制動效果不好影響力的傳遞，對出手速度產生一定的影響。