人杠重心运动轨迹在抓举技术分析中的运用

李家发

(阿坝师范高等专科学校体育系,四川汶川623002)

举重抓举的技术动作,除了人体各环节角度指标的变化可以用作分析运动员的技术状况外,人体重心和杠铃重心也是一对关键的指标,可以用来分析运动员在抓举技术发挥中所需要遵循的 “近”、“快”、“低”三原则[1]。教练员在训练中通常也是按照上述三原则进行指导训练,但是教练员的定性分析不能发现运动员细小的错误和缺陷,这就需要借助一些定量分析来进行辅助训练。因此本文选择人体重心和杠铃重心在垂直、前后、左右三个方向上的位移图和速度图来进一步分析4名后备运动员的技术动作完成情况,以帮助提高抓举的成功率。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

经过优秀教练员的筛选,以及本研究的需要,从四川省举重队中选出4名运动员作为研究对象(见表1)。其中黄忠获2012年全国举重锦标赛85 kg级亚军,雷海涛获2012年全国举重冠军赛62 kg级抓举、挺举和总成绩三项冠军。由于本研究主要针对抓举技术动作进行分析,不对运动员的力量大小进行比较,因此性别差异不影响研究结果。

表1 运动员基本信息

1.2 研究方法

1.2.1 文献检索法

通过在成都体育学院图书馆、CNKI数据库、万方资源数据库等收集相关的文献资料,深入学习相关实验和知识。

1.2.2 专家访谈法

走访四川省举重队的著名教练员和成都体育学院运动生物力学专家,并深入了解举重项目的动作技术要求和特点,其中包括研究动作的价值、技术关键环节、辅助训练方法等情况,为研究做好相关知识储备。

1.2.3 三维影像解析法

采用2台JVC9800摄像机对4名运动员的抓举技术动作进行三维定点拍摄,每名运动员按照自己最好成绩进行三次抓举。研究时选取最好的一次作为分析材料,利用美国Ariel Performance Analysis System对录像资料进行数据解析和数据处理。

1.2.4 数理统计分析法

利用SPSS13.0专业数理统计软件对所需数据进行分析,并将所测运动员技术数据与世界高水平运动员的技术数据进行对比分析。

2 结果与分析

本文讨论的运动学数据,其框架坐标按右手系,运动员在第一象限动作,方位如图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]。

图1 框架坐标系

2.1 人杠重心在垂直方向的运动轨迹

2.1.1 人杠重心在垂直方向上的位移变化

举重运动其实就是杠铃在人体的作用下在垂直方向上产生较大的位移[3],因此通过对人杠重心在垂直方向上运动轨迹的比较,可以清楚直观看地到运动员在进行抓举时各个阶段数据的变化。图2～5为4名运动员人杠重心垂直方向位移变化情况。图中的人体重心和杠铃重心数据与抓举阶段划分互相对应,AB段对应预备提铃阶段;BC段对应提铃阶段:其中包括伸膝提铃阶段、引膝提铃阶段、发力阶段、惯性上升阶段;CD段对应下蹲支撑阶段;EF段对应起立阶段。

通过对4名运动员抓举过程中人体重心和杠铃重心在垂直方向上的位移图比较,不难发现:4名运动员在预备提铃阶段 (AB段)所用的时间各有不同,其中黄忠所用时间 (0.580 s)最大,郭婧所用时间 (0.280 s)最少 (见表2)。预备提铃阶段虽然没有对杠铃重心产生位移,但是使人体肌肉在发力之前产生了预拉伸效果,在一定程度上为后续发力做好了充分准备,有助于动作的完成。

表2 垂直方向上人杠重心时间数据

图2 雷海涛人杠重心垂直方向位移轨迹

其次,在提铃阶段 (BC段)除了黄忠所用时间 (0.600 s)最短外,其余4名运动员所用时间基本上都在0.800 s左右,说明4名运动员中黄忠的爆发力最好。此外在蹲位支撑阶段 (DE段),黄忠抓举140 kg所用时间 (0.740 s)最长,付小娟抓举80 kg所用时间 (0.340 s)最短,说明在抓举中蹲位支撑阶段需要的时间会随着重量的增加相应地增加,但并不是时间越长越好,因为支撑时间过长会消耗一定的能量,从而对后续的上举发力产生影响,严重的还会导致上举失败。

图3 黄忠人杠重心垂直方向位移轨迹

另外,人体重心和杠铃重心的垂直方向上的位移数据也有重要价值,可以利用运动员在提铃结束时刻与下蹲支撑时刻的人体重心和杠铃重心位置的高度差来评价运动员是否做到 “低”的技术原则。

图4 付小娟人杠重心垂直方向位移轨迹

图5 郭婧人杠重心垂直方向位移轨迹

表3 垂直方向上人体重心位移数据

表4 垂直方向上杠铃重心位移数据

从表3、4可以算出,雷海涛在提铃结束时杠铃重心的高度比下蹲支撑时杠铃重心的高度下降了8.142 cm,其人体重心下降幅度达到了21.920 cm。黄忠、付小娟、郭婧在此阶段的杠铃重心分别下降了13.602 cm、4.430 cm、7.268 cm,人体重心分别下降了38.274 cm、25.206 cm、18.587 cm。由此可知4名运动员中黄忠的身体重心下降幅度是最大的,较之其余3名运动员较好地做到了“低”的技术要求。

2.1.2 人杠重心在垂直方向上的速度变化

人杠重心在垂直方向上的速度变化可以帮助教练员了解运动员提拉杠铃的发力情况以及各阶段杠铃速度的运动轨迹情况。图6～9为4名运动员人杠重心在垂直方向上速度的变化情况。图中AB段对应预备提铃阶段,BC段对应提铃阶段:包含伸膝阶段、引膝阶段、发力阶段,CD段对应惯性上升阶段,DF段对应下蹲支持阶段,FH段对应起立阶段。其中,C1、G1点分别表示杠铃重心在提铃阶段和上举阶段的最大速度时刻;A、D、F、H表示人体重心在此刻的速度为零,A1、D1、F1、H1表示杠铃重心此刻的速度为零。为了方便直观地看出人体和杠铃重心的零速度时刻,笔者在图中加了一条横线,代表零速度时刻轴。在横线上方表示速度方向向上,在横线下方表示速度方向向下。

抓举中对 “快”的要求除了指运动员在下蹲支撑阶段下蹲要快以外,还指在提铃发力时也要快。这是因为提拉杠铃的过程中,杠铃应呈加速运动,在发力阶段应使杠铃得到最大速度。只有加快发力的速度才能获得更大的力量,从而举起更重的杠铃。同时,杠铃上升的速度越大,杠铃在惯性上升阶段所用的时间也越长,这样才能更有利于完成下蹲接铃与支撑杠铃的动作。由此可见,发力必须快而猛,才能使杠铃上升到足够的高度,并对下蹲接铃动作的完成提供必须的时间保证。抓举运动中下蹲支撑过程的加速度超过重力加速度,也是优秀选手的标志之一。

图6 雷海涛人杠重心在垂直方向上速度轨迹

图7 黄忠人杠重心在垂直方向上速度轨迹

图9 郭婧人杠重心在垂直方向上速度轨迹

图8 付小娟人杠重心在垂直方向上速度轨迹

在此过程中可以根据曲线倾斜度看出运动员的发力效果好坏。体现在图中的含义就表现为B1C1段与时间轴之间倾斜角的大小,其夹角越接近90°就表示运动员的发力越好,对杠铃的提拉速度就越快;角度越小则相反。通过对比图12和图13中的B1C1与时间轴夹角可以发现:郭婧的杠铃重心上升速度要大于付小娟,说明郭婧的提铃能力要好于付小娟,对杠铃的提拉速度突出了 “快”的技术特点。这也是可以用作判断运动员发力情况的一个定量指标。另外图11还反映黄忠在上举阶段人和杠铃重心的速度都出现了一个波谷,是由于在此过程中人杠重心在前后方向上有晃动,从而造成速度在垂直方向上的分散,出现速度的波动现象。因此,在抓举过程中不仅要做到 “近”、“快”、“低”三原则,还需要保持人杠重心的“稳”,尽量避免人杠重心出现晃动的情况,以免影响到抓举的成功。

2.2 人杠重心在前后方向上的运动轨迹分析

根据抓举运动的特征及大量的研究结果表明,优秀选手在抓举过程中,人体重心和杠铃重心的运动轨迹与两脚构成的支撑面中心的垂直线应尽量接近,杠铃重心的运动轨迹呈现 “S”型[4]。这就要求运动员在抓举过程中尽可能减小杠铃在水平方向的前后位移,这不仅有利于运动员的发力,还能保持杠铃的平衡。图10～13为4名运动员人杠重心前后方向上的位移变化情况。从前后方向上来看“两心”的运行轨迹和相互关系,最重要的是 “两心”水平方向的距离。

从4名运动员人杠重心前后方向上的位移变化情况可以清楚地看出,图10中的雷海涛和图12中的付小娟的人体重心和杠铃重心之间的 “两心”距离最近,并且前后晃动幅度较小。由静力平衡的稳定性原理可知,“两心”偏离支撑面中心越远,稳定性越差。从力学角度看,该距离是杠铃重量相对于人体重心的阻力臂。在抓举运动的整个过程中,阻力臂作为变量时刻决定着杠铃对人体重心的阻力矩。因此,“近”的原则事实上就是要求尽可能减小阻力臂,从而达到减小阻力矩的过程。如果阻力矩过大,直接影响着人体前后方向力量的平衡,甚至导致抓举的失败。

图10 雷海涛人杠重心前后方向上的位移轨迹

图11 黄忠人杠重心前后方向上的位移轨迹

图12 付小娟人杠重心前后方向上的位移轨迹

图13 郭婧人杠重心前后方向上的位移轨迹

郭婧的人杠重心也符合 “近”的原则,但是曲线呈现出先下降后上升的态势,说明郭婧在整个过程中人杠重心出现先后倾、后前倾的情况。这可能是因为在预备提铃阶段,人铃各自的重心是分开的:杠铃重心在前,身体重心在后。发力提铃时,运动员势必将杠铃拉向身体,此时运动员为了使人铃重心逐渐接近身体,出现了顺势向后倒的情况,直到下蹲支撑阶段时,为了防止杠铃后掉造成试举失败,运动员又将身体重心和杠铃重心拉向前,恢复到垂直面上,从而出现类似的人杠重心曲线。运动员在训练中应该避免此类现象的出现,特别是在大重量抓举时更要注意,因为人杠重心在晃动较大的情况下,最容易出现掉杠的情况。

图14 雷海涛人杠重心左右方向上的运动轨迹

图15 黄忠人杠重心左右方向上的运动轨迹

图16 付小娟人杠重心左右方向上的位移轨迹

图17 郭婧人杠重心左右方向上的位移轨迹

2.3 人杠重心在左右方向上的运动轨迹分析

从理论来讲,举重过程中杠铃重心在左右方向上的偏移为零最佳[5]。但在实际情况中,很多运动员在抓举过程中仍然存在杠铃重心偏移的现象。这主要是因为用力不均导致向左或向右的偏离。因此可以借助人杠重心在左右方向的运动轨迹来判断运动员左右用力的均衡状况。

从图14～17可以看出4名运动员的人体重心和杠铃重心都有一定程度的偏移,其中做的最好的是郭婧,无论是人体重心还是杠铃重心偏移幅度都较小。偏移幅度较大的是雷海涛,其身体重心呈现出向上凸起的弧形,说明他在抓举时身体姿态发生了偏移,出现了向右倾斜的姿态,这在一定程度上影响其动作的稳定性和发力效果。因此建议雷海涛在平时训练中有针对性地加强右侧力量的练习,以使两侧力量均衡发展。

[1]钱光鉴,杨世勇.举重经典 (手册)[M].北京:山东电子音像出版社,2008.

[2]刘北湘,龙望春,覃宪勋,等.主要特征点数据在抓举技术诊断中的作用研究 [J].成都体育学院学报,2008,34(11):51-52.

[3]刘学贞,王向东.对抓举引膝提铃和发力阶段动作的生物力学诊断 [J].北京体育大学学报,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.山东省女子举重二线运动员抓举技术的运动学分析[D].山东体育学院,2007.