鞭打动作在标枪运动中的应用

蒋慧宇，张伟

●运动训练与竞赛●

鞭打动作在标枪运动中的应用

蒋慧宇，张伟

通过对掷标枪运动中鞭打技术动作的研究分析，寻找鞭打技术动作中存在的问题。运用文献资料法、逻辑分析法以及力学分析等研究方法，对鞭打动作在掷标枪最后用力过程进行分析，寻找和解决提高运动成绩的途径，为今后的教学和训练提供有利的依据。

鞭打动作；标枪；超越机械

当前众多体育运动在开展过程中需要通过双臂或双腿等快节奏运动促进动作高质量完成，从而获得理想成绩。各专家学者将运动员在运动过程中由于克服阻力或在本体位移过程中人肢体有节奏的加速和制动从而在肢体末端产生较高速度方式称作鞭打。结合标枪运动来看在出手瞬间动作与踢球、游泳等打水动作较为类似，且该动作决定标枪运动速度及运动过程，因此鞭打动作被称作标枪运动灵魂动作。

1 标枪运动中鞭打动作作用研究

从动力学原理来看，鞭打动作与抽鞭子过程较为类似。抽动鞭子过程中，通过手臂关节动作最终将力量传递至手部并间接转移至鞭子，在此过程中动量由鞭子根部逐渐向鞭梢传递，由于鞭梢质量较轻，根据动量守恒定律可知鞭梢会获得较大速度，总结整个过程就是加速—制动—传递—加速—高速，从本质上看该过程是一个动量传递过程，即质量较大的物体使得自身获得速度后通过制动过程在一瞬间将动量传输至质量较小物体，从而使得质量较小物体获得较大瞬间速度。掷标枪过程的鞭打动作主要通过角动量在人体关节传递，即通过人体手臂肌肉收缩产生角加速度，并造成远端环节产生角加速度，通过肌肉收缩作用反作用于近端对其造成制动。制动过程中近端环节被降速，其角动量传输至远端，从而使得末端产生较大的速度和力量。

1.1 掷标枪运动影响成绩因素分析

通过掷标枪运动轨迹不难看出影响标枪飞行轨迹和飞行速度的因素主要有标枪参数、初始飞行条件、环境因素等。其中标枪参数属于标枪固有特性，当标枪确定后其标枪参数便不会发生变化，标枪参数主要由其材料、重心、质量分布等因素决定。初始飞行条件主要指出手角度及出手速度等，与人为因素关系较大。环境因素主要指掷标枪是的空气阻力及气候环境等。本文研究鞭打动作，因此假设标枪参数和环境因素均保持不变，仅研究标枪飞行初始条件。因此将初始飞行条件及距离以图1方式描述出来：

图1 标枪运动轨迹图

如图1所示标枪运动轨迹图，根据抛体运动轨迹方程可将其飞行过程理论距离表示出来。

其中表示标枪飞行距离，v表示标枪出手速度，θ表示出手时标枪运动方向与水平面夹角，即出手角度。g表示重力加速度。由此可知S代表标枪运动成绩，其影响因素主要有出手速度、出手角度以及标枪高度。若要获得良好标枪成绩必须在保证常量不变角度上提升出手速度、出手高度，并选择合适出手角度。在实际操作过程中具体要提升哪种因素则因个人而定，例如对于青少年运动员而言，其身高会逐渐增长，因此可针对性练习出手速度，奠定出手技巧基础，出手角度会随着出手速度的变化而呈现一定范围变化。对于成人运动员而言其身高基本不变，因此在训练中只能通过提升出手速度及选择合适出手角度，由此可见出手速度是所有标枪运动员训练重点，而鞭打动作则是提升出手速度的有效方式，研究鞭打动作在标枪运动中的应用对提升标枪运动员成绩有积极意义。

1.2 鞭打动作对标枪出手速度的作用

对掷标枪进行动作分解可知整个过程由多个动作组成，整个出手过程（见图2）。由图2可知所有影响因素中助跑以及最后时刻标枪出手对于出手速度影响最大。

图2 掷标枪动作分解图

由动量定理FT=MV（其中F表示作用力，T表示作用力时间，M表示标枪质量，表示标枪运动速度V）可知，在质量不变基础上，标枪运动速度大小取决于作用力F和作用时间T。

由于掷标枪运动过程可看作是冲量向动量转换过程，因此适用于动量定理，上述公式成立。结合标枪出手过程可知在保证标枪质量不变基础上，其出手速度取决于助跑技术以及鞭打动作，鞭打动作通过与助跑技术有效结合可有效促进冲量向动量的转化。助跑技术属于训练基础，且鞭打动作是助跑技术的催化剂，因此通过科学有效的鞭打技术可以最大限度提升运动员出手速度。

1.3 鞭打动作与超越机械的关系

投掷标枪过程中的超越机械主要指在投掷前通过助跑获得一个较快的出手速度，在此基础上将身体扭紧形成一种下肢在前、上身在后的后倾姿势，是投掷标枪最后阶段呈现出来的一种爆发前投掷姿势，也是鞭打动作的先驱动作。为在投掷时获得最大出手速度，需要将超越机械与先驱动作有效结合起来。超越机械过程中通过肌肉收缩产生弹性势能，该过程最终目的是将弹性势能转化为动能，而转化程度则取决于肌肉收缩转换过程时间长短，时间越短则转化率越高。因此运动员在一般训练中需要通过长时间练习提升机械超越与鞭打动作间的延误，并无限趋向于零延误。只有这样才能在发挥个人能力基础上获得最大出手速度。

2 标枪运动投掷阶段技术分析

投掷标枪最后阶段，人体以左脚为地面支撑点，并在助跑最后阶段身体在惯性作用下习惯性前倾，此时便呈现出以左脚支撑点为中心的弧形运动，人体呈现由超越机械的后仰向前倾姿势转变。人体中心由后向前，当中心逐渐越过支撑点时便快速进行鞭打动作，此时脚步动作逐渐转移至右脚并由脚跟转移至脚掌部分，该过程配合蹬地动作便可促进将肌肉弹性势能转化为出手时标枪动能。随后左腿向前迈步促进身体前倾，并在着地后借助于地面静摩擦力为身体提供制动，身体进入制动状态，左脚成为身体左侧制动支撑部位，该过程为右腿继续蹬转送髋部。配合左腿制动作用右腿继续用力蹬伸，促进髋部逐渐超越肩部继续向前移动，此时人体躯干便以身体左侧部位为旋转轴迅速转向标枪投掷方向，从而使得躯干部位肌肉紧缩在快速转动过程中投掷臂迅速转向投掷方向，并逐渐对准投掷方向，形成背弓。此时支撑部位仍旧处于持续发力状态，身体前倾促进重心逐渐转移至左腿部位，保持投掷臂在身体后部便于最后投掷。胸部开始做牵引运动促进投掷臂上臂带前臂，手臂肘部在运动过程中逐渐形成弯曲状，当肘部与大臂所在之间呈现约900弯曲时，右腿瞬时用力蹬伸，胸部肌肉便在此过程中迅速收缩，右肩部位迅速运动带动投掷臂及手腕部位，依次序做出鞭打动作，并将动量传输至手指部位用力拨动标枪，标枪获得初始动能后速度迅速上升至最大值，并按照运动员投掷方向运动，在空中形成抛物线运动轨迹，自此整个标枪投掷过程完成，标枪最后落地距离与初始速度有重要联系。最后用力时身体各环节运动情况见图3。

如图3所示，运动员在投掷标枪过程中其用力过程先以右脚为起始点，之后用力部位分别在腿部——髋部——身体躯干部位——肩部——肘部——手部几个部位传递，以连贯动作实现冲量向动量转换，并最终通过手部将标枪投掷出去。身体各部位的连贯动作及速度转变与鞭打原理相符，即投掷过程可总结为助跑加速——制动——传递——高速过程，该过程由众多速度传递过程组成，且任一环节速度获取均来自于前一环节加速及制动环节实现，在此基础上实现人体产生冲量、将冲量转换为动量、将动量转换为标枪的动量，最终使得标枪获得较高出手速度。

3 鞭打动作动量传递

投掷标枪过程中的鞭打动作主要通过身体各环节角动量传递使得末端部位获得动量积累，在此过程中身体各部位组成的运动系统某些环节制动作用可促进角动量在各环节的有限传递，实现角动量转移，该过程可总结为鞭打动作，在此过程中角动量传递主要通过人体相邻环节由于制动作用力产生的冲量力矩来实现的。

图4 鞭打动作发力及关节角速度变化过程

鞭打动作发力及关节角速度变化过程见图4，在图中通过F1表示近端肌肉收缩力，β1表示近端角加速度，F2表示远端环节肌肉收缩力，该力在作用过程中会造成远端环节受到阻力作用从而产生制动作用。运动过程中动量由近端环节向远端环节传递，促进远端环节产生角加速度β2。

假设所有运动员投掷标枪均为右手，通过以上分析结合图解可知在投掷标枪过程中其下肢左侧作为支撑部为身体运动提供制动作用，在降低身体运动速度的同时加速身体提升区干部为以及标枪的迅速转动。结合能量守恒定律可知在此过程中总能量不变，因此由人和标枪组成的系统见能量转换总值维持不变，即在人体消耗能量越多的情况下，标枪获得的能量越多，因此出手速度越高。

4 鞭打动作正确发力顺序

对标枪投掷过程进行研究，投掷过程中上肢鞭打作用主要目的是促进末端获得最大速度，因此在需要身体多个环节尽力向投掷方向快速运动，且保证身体各个部位有效配合，因此运动员在进行鞭打动作是必须遵循一定时序性，确保发挥各环节最佳作用。由鞭打作用原理可知，投掷标枪时动力学原理为跑加速—制动—传递—高速，在此过程中鞭打动作用力顺序奠定在连贯超越动作基础上，通过右腿蹬伸动作推动髋关节由初始位置向投掷方向转动，促使上臂在此过程中做内收动作。上臂逐渐向外展开90°过程中肘关节会获得一个向投掷方向的加速度，并在之后舒展开产生制动作用，促进腕关节获得向投掷方向的速度。肘关节完全舒展前上臂部位开始做快速旋前运动，该动作促使其自身获得向投掷方向的运动速度，最后腕关节开始做连续快速屈曲动作，促进标杆在出手前获得最大速度。运动员在进行鞭打动作过程中身体环节遵循以下活动顺序过程：躯干前拧—内收上臂—舒展肘关节—内旋上臂—控制腕关节运动过程，通过此用力顺序可促进身体各环节肌肉最大限度参与到投掷过程，并保证较长工作距离。在实际训练中，身体各环节运动顺序需与支配关节肌肉运动力矩有关，因此运动形式可总结为肩部—部—肩部—肘部顺序。

5 小结

鞭打动作是影响标枪投掷出手速度最主要因素。

［1］徐增荣.投掷项目中鞭打动作技术分析［J］.昌吉学院学报，2013（2）.

［2］张东兵.最后用力阶段非投掷臂的摆姿对投掷成绩影响的比较研究［J］.武汉科技大学学报，2014（2）.

［3］赛庆彬.1987-1997年世界田径投掷项目运动成绩发展态势及其致因初探［J］.四川体育科学，2012（1）：（89）.

Application of Whiplash Movement in Javelin

JIANG Huiyu，ZHANG Wei

Through the research and analysis of the technique of whiplash movement in javelin throwing，this article found the existing problems in whiplash movement.By using theMethodsof literature，logic analysis and mechanical analysis，this paper analysed the application of whiplash action in the final process of javelin and tried to find and solve ways to improve athletic performance，which can provide the basis for teaching and training in the future as well.

whiplash movement；javelin；beyond mechanization

G80-05

：A

：1003-983X（2017）05-0430-03

2017-01-17

蒋慧宇（1991-），男，山西太原人，在读硕士，研究方向:体育教育训练学.

山西师范大学体育学院，山西临汾 041000

Physical Education College of Shanxi Normal University，Linfen Shanxi，041000