田径专选男子铅球背向滑步技术滑步阶段运动学特征分析①——以武汉体育学院专选班为例

2016-04-22杜辉武汉科技大学体育课部湖北武汉430081

当代体育科技 2016年1期

杜辉(武汉科技大学体育课部湖北武汉 430081)

张鹏(江苏省苏州市吴江区松陵第一中学江苏苏州 215200)

杜辉
(武汉科技大学体育课部湖北武汉 430081)

摘要:为了探讨背向滑步推铅球技术滑步阶段的运动学特征,通过文献资料法、图像采集法、比较分析法等研究方法,以武汉体育学院运动训练专业田径专选班6名男子运动员为研究对象,对其技术动作进行量化分析,并与我国优秀运动员背向滑步推铅球滑步阶段的技术动作参数进行比较,发现在滑步阶段中,研究对象滑步时间过长,导致身体重心和铅球速度较低;右脚离地瞬间身体重心水平分速度平均值明显偏低,表明右腿蹬伸不够充分,左腿摆动速度和幅度不够大。该文以李玲为研究对象,运用三维摄像和录像解析法,对其在不同大赛中最好技术进行解析,从运动学、人体解剖形态学角度出发,结合投掷原理对其诊断和分析。发现在滑步阶段其髋关节向投掷方向回旋较早,后摆用力方向不合理,是导致李玲上体过早抬起和左脚外翻动作等现象的主要因素;右腿蹬离地面时的力学支点不正确是造成右离和“右着”时水平速度减小的主要原因。

关键词:田径专选男子铅球背向滑步推铅球滑步阶段运动学分析女子铅球滑步阶段运动学分析

The Analysis of the kinematic Characteristics about the Slide Stage of Male Backsliding Shot Put Skills of the
Major in Track and field——Taking the special-selection of Wuhan Sports College for example

Du Hui
(Physical Education Department,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan Hubei,430081,China)

Abstracts:In order to discuss the kinematic characteristics about the sliding phase of backsliding shot put skills,through the literature material method,image acquisition method,comparative analysis and other research methods,with six men athletes major in track and field of the sports training in Wuhan sport college,the essay quantitatively analyzes the technical movements,and compares the technique parameters of the sliding phase of backsliding shot put skills with China's elite athletes.It found thatslide time of the research object is too long,leading to a lower body gravity and shot speed in the sliding phase;the right foot off the ground instantly body centre of gravity is significantly inferior to the points of average velocity,showed that his right leg stretching is not enough,left leg swing speed and magnitude is not big enough.

Key Words:Track and Field Major;Male Shot Put;The Backsliding Step of Shot Put;Slide Stage;Kinematic Analysis

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

该研究以武汉体育学院运动训练专业田径专选班6名男子运动员为研究对象(均为铅球国家二级运动员)，采用背向滑步推铅球技术，每人试投3次，取成绩最好的1次为研究样本，所有研究对象均为右手投掷，研究对象基本情况如表1所示。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

通过查询大量有关文献资料，了解国内外关于男子背向滑步推铅球技术方面的研究现状。查阅维普(VIP)中文科技期刊数据库(1989—2014年)、中国期刊网(CNKI)全文数据库(1994—2014年)、中国优秀硕士学位论文全文数据库(CMFD)以及Springer外文期刊数据库等数据库的相关论文，另外还查阅武汉体育学院图书馆、武汉科技大学图书馆、武汉科技大学体育课部资料室有关期刊、书籍，并对所查资料进行分类整理，从而确定了该文的研究方法和研究内容，并收集相关数据资料，为该研究作好充分准备。

表1　研究对象基本情况表

表2　研究对象滑步阶段身体重心的部分运动学参数表

表3　研究对象滑步阶段右脚离地、右脚着地的运动学参数分析表

表4　研究对象滑步阶段右脚离地瞬间部分角度参数表

1.2.2 图像解析法

在武汉体育学院西田径场对测试的研究对象进行了现场拍摄。利用2台日产松下NV— MD9000同步摄像机采用定点、定焦、定距的方式进行同步(外同步)拍摄，曝光时间为1/500s，频率为50 帧/s。测试过程中提前开机，测试完成后停止拍摄，测试全过程被完整的记录。

采用美国ARIEL三维图像解析系统对研究对象的背向滑步技术动作进行解析，通过APAS System操作程序，对拍摄的图像进行模型关节点和附加点的方式进行剪辑和数字处理。其中选用汉纳范人体模型，数字低通滤波平滑系数为6。

1.2.3 对比分析法

将解析所得数据与收集的国内优秀铅球运动员的运动学参数进行对比，结合专项理论对研究对象背向滑推铅球滑步阶段技术进行分析，并提出合理的对策和建议。

2 分析与探讨

滑步阶段主要是通过身体各个肌肉群和关节作用使铅球获得一定的水平速度，从而顺利衔接过渡阶段，为最后用力阶段铅球获得最大的出手速度创造良好条件[1]。在这一阶段，身体首先需要形成“团身”动作，然后髋部带动身体重心稍向投掷方向移动，使身体重心移离身体的支撑点(即右脚)，这一动作可以避免身体重心起伏过大，更有利于后面的滑步动作。接下来通过左腿大腿带动小腿快速向低趾板方向摆动并外旋，与此同时右腿用力蹬伸，迅速提拉并内旋，左腿的摆动与右腿的蹬伸协调配合，推动整个身体向投掷方向快速移动，为最后用力阶段的做好准备。滑步阶段从外部表现来看，就是从身体重心向投掷方向移动到右脚落地的这一过程，它是最后用力阶段顺利完成的重要前提，其动作要领是：重心的后移在前、以左腿摆动为主、左腿摆动带动右腿蹬伸、摆蹬结合；同时也要求身体重心和铅球的移动保持平稳、快速，切记身体重心不宜过高。

2.1 滑步阶段身体重心的运动学参数分析

滑步阶段的特点就在于重心的后移在前、以左腿摆动为主、左腿摆动带动右腿蹬伸、摆蹬结合[2]。只有保持平稳、快速和适当高度的身体重心才能使左腿获得摆动的最大速度，通过左腿摆动带动右腿获得最大的蹬伸用力。

如表2所示，研究对象中滑步阶段的时间长短关系到身体重心和铅球在滑步阶段的最大速度。其中蔡××的身体重心和铅球的最大速度最大，分别达到了2.37 m/s、2.51 m/s，而张×、姬××、吴××和王×的重心、铅球最大速度不是太理想，原因是这4名运动员的滑步时间过长，都在0.45 s以上。在背向滑步推铅球的滑步阶段，身体是在没有支撑的情况下，由于地心引力的作用，时间越长速度就会变得越慢。

2.2 滑步阶段右脚离地、着地的运动学参数分析

在滑步阶段，由于左腿的摆动带动右腿的蹬伸，同时膝关节与髋关节的角度、速度对左腿摆动的影响至关重要。在滑步阶段技术动作中，评判滑步技术质量好坏的一个重要标准在于身体重心速度和铅球速度是否接近，这就是教练员经常提到的“人球合一”。在滑步阶段中，身体重心的速度变化决定铅球的速度，运动员必须要驾驭身体重心速度，才能使手中的铅球获得最佳速度。所以，在这一阶段，往往有许多运动员过度追求铅球速度而忽视了身体重心速度，盲目追求提高铅球速度并不能提高铅球的成绩[3]。

通过查阅文献资料发现，我国优秀男子铅球运动员冯杰、姚永光右脚蹬离地面瞬间，身体重心水平分速度平均值为3.02m/s，垂直分速度平均值为 0.67 m/s[4]。由表3参数可知，研究对象与我国优秀男子铅球运动员冯杰、姚永光相比，右脚离地瞬间身体重心水平分速度平均值明显偏低，这说明研究对象在滑步阶段中右脚蹬地不充分，不能充分带动身体重心产生足够大的速度，同时也表明左腿的摆动速度和幅度不够，不能充分带动右腿的蹬伸。通过对研究对象右腿离地的瞬时速度相比较，蔡××的重心水平速度和垂直速度与其他队员相比之下比较理想；刘××的重心水平速度最大，但垂直速度也较大；王×和吴××的垂直速度都较最小，但水平速度相比之下也偏小；张×和姬××的重心水平速度偏小，垂直速度偏大。在滑步阶段中由于身体重心水平速度较大，带动的初速度就会得到提升，从而使过渡阶段获得较大的水平冲量，也会使得最后用力阶段获得较理想的身体重心最大速度。同时如果身体重心垂直速度过大，重心速度就会受到影响，使身体获得的重心水平速度较小，影响最后用力阶段中铅球出手水平速度。因此，可以得出，研究对象中，蔡××的摆蹬协调动作效果较好，而姬××和张××摆蹬技术不够理想。所以，运动员应在以后的训练过程中应增大身体重心的水平速度，减小垂直速度，加强摆动腿的摆动技术，以达到摆蹬的协调配合。

在滑步过程中铅球速度与身体重心的速度越接近越好，这样可以避免运动员过早或过多的抬起上体，对维持身体衡、缩短腾空时间和超越器械是非常有利的。由研究对象在右脚离地时铅球速度与右脚离地时身体重心速度的差值可知，张×、吴××右脚蹬离地面瞬间铅球速度小于右脚蹬离地面瞬间身体重心速度；姬××右脚蹬离地面瞬间铅球速度与右脚蹬离地面身体重心速度差值最大，说明他们3人右脚蹬离地面瞬间上体主动抬起，导致上体过早蹬离支撑点，腾起角和腾起高度过大。当左腿的摆动带动右腿蹬伸的瞬间，从研究对象右脚落地时身体重心的速度与铅球速度之间的差值可以看出，张×和王×的右脚着地瞬间身体重心速度大于右脚着地瞬间铅球速度，说明他们2人在滑步过程中上体控制不是很好，影响了铅球速度的叠加。

2.3 两腿摆蹬角度对滑步效果的影响

背向滑步推铅球技术中的滑步阶段，是这项技术中最重要的准备环节，其中在这一环节中保持好身体重心速度的不断地提升并保持身体平衡是退摆动带动右腿积极蹬伸的重要保障[5]。身体的平稳不只是保持平衡，最重要的是使身体在获得初速度的同时不断地通过两腿的配合获取不断地提高的速度，同时左腿的带动和右腿的蹬伸也把握好恰当的时机。摆腿时左腿的后摆不但能使身体找到平衡点，也会使身体获得较大的初速度，节省过渡阶段时间，需要注意的是在左腿摆动时，摆动的角度和摆动的方向都是为右腿获得较大蹬伸速度，也为最后铅球出手瞬间提供正确的方向。

通过查阅相关资料，我国优秀男子铅球运动员姚永光在滑步阶段，其右腿蹬地角 49.2°、右髋角 69.13°、两大腿夹角121.37°、右膝关节角171.4°[6]。从表4中可以看出，研究对象在右脚离地瞬间部分角度参数不是太理想，其中两大腿角度明显低于我国优秀男子运动员姚永光水平，说明研究对象在滑步过程中，上体抬得较高，重心不稳、起伏较大，滑步的动作幅度和距离较小，摆蹬配合不协调，将会直接影响到后面的过渡和最后用力阶段技术动作的完成。

铅球运动员滑步阶段中蹬地角度直接影响蹬地完瞬间的速度，同时也会使身体重心获得较理想的重心速度[7]。只有蹬地角度符合生物力矩范围内的足够小的角度才能获得较大的蹬伸速度[8]。蹬地角度小的运动员可以使获得较理想的水平速度和垂直速度。研究对象中蔡××的蹬地角度最小，获得了较大的蹬地瞬时速度；而姬××蹬地角最大，将会导致身体垂直速度增加，以致身体重心不稳、起伏较大。

在滑步过程中，右腿蹬离支撑点膝关节角度大小反应出运动员右腿蹬伸是否充分，同时也反映出运动员腿部力量的大小。从表4可以看出，蔡××和吴××右脚蹬离支撑点瞬间右膝角最大，说明2人右腿蹬伸动作充分，但吴××由于右脚离地瞬间蹬地角较大导致重心垂直速度大，从而影响铅球在水平方向速度的叠加。

在滑步阶段右髋角(也就是躯干角)是反映运动员向投掷相反方向下府倾斜程度的重要指标，右髋角越小即下府倾斜程度越大，对运动员右腿的力量要求就越高。由表4得出，研究对象右脚蹬离地面瞬间右髋角平均值为 93.67°，6人中姬××、王×的右髋角偏大，表明这2人在背向滑步推铅球的滑步阶段中，上体控制能力较差，导致上体抬起过早。但相比我国优秀男子铅球运动员姚永光的右髋角，研究对象的右髋角明显偏大，说明研究对象右腿力量相对较薄弱，应加强右腿力量的训练。

在滑步阶段，摆蹬技术要求以左腿摆动为主、左腿摆动带动右腿蹬伸。摆蹬时如果两大腿的夹角越大，也就是左腿的摆动幅度越大，那么右腿的蹬伸力也就会越大，因为右腿的蹬伸力包含左腿摆动的惯性。经过统计分析，研究对象的右脚蹬离地面瞬间两腿的夹角平均值为108.5°，其中蔡××、王×的两腿之间的角度达到了113°、116°，说明这两人左腿的摆动幅度较大，对右腿的蹬伸动作会产生良好的影响。

在背向滑步推铅球的滑步阶段，右脚蹬离地面的动作方法无外乎两种：前脚掌蹬地或后脚跟蹬地。前脚掌蹬地的动作方法相对较简单且省力，便于掌握，但这种方法的缺点也显而易见，右腿蹬地不充分，蹬地角较大，将会导致滑步过程中身体重心上下起伏较大，通过录像回放，张×、姬××、王×采用的是前脚掌蹬地的方法。后脚跟蹬地的动作方法蹬伸充分，蹬地角小，滑步过程中身体重心起伏较小，能使身体重心获得较好的水平速度，但后脚跟蹬地的动作方法对右腿的力量要求较高。