女子篮球运动员跳投与后仰跳投动作的运动生物力学比较分析

綦彬彬，张阳光

（牡丹江师范学院体育科学学院，黑龙江 牡丹江 157011）

在篮球比赛攻防转换快速进行中，跳投可以直接得分，又可以在运球突破中急停跳投，而后仰投篮在中距离对抗中，可以在防守人很近的情况下，给自己留出投篮的空间，无论是跳投还是后仰跳投都是在紧逼防守中不易被盖帽的一种投篮技术。鉴于对篮球跳投动作技术的重要性，近年来许多专家和学者从多个方向和角度分析和探讨了男子篮球跳起投篮动作的特征和本质规律，例：北京体育大学曾对清华、北大、人大、交大各队的主力组成的北京男篮12名队员进行测试，运用人体运动学、动力学原理分析跳投步伐和最佳出手角度的特征；在CUBA男子篮球比赛和训练中，将跳投和后仰跳投动作运用的很好。而女子运动员在跳投中大量存在“颠跳”，“颠跳”虽然有出手快的特点，可投篮在有防守人的情况下，不能给自己留出足够的空间，这样在进攻中很容易被“帽掉”，而对于非专业球员来讲，完全靠手臂的力量，投篮动作容易走形，影响命中率。基于对女子运动员在篮球教学和比赛中对跳投和后仰跳投动作的运用，运用运动生物力学的技术对受试者进行起跳的发力测试，以此来分析2种力如何运用，为今后的篮球教学提供更加科学的思路和参考。

1 测试对象与方法

1.1 测试对象 测试对象：成XX；女；年龄21岁；身高175cm；体重62kg；二级运动员，CUBA外线球员，将拍摄的该运动员原地跳投动作技术作为研究。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法 查阅8篇篮球跳投和后仰跳投技术动作、运动生物力学等相关的期刊和书籍，以此来了解相关的动力学技术资料，为本文动作分析、测量方法提供参考。

1.2.2 实验法

1.2.2.1 实验内容及过程 在牡丹江师范学院篮球馆用2台高速摄像机按照三维摄像测量的要求对研究对象进行现场拍摄。三角架2个，三维标定框架1个，用2台摄像机放置与所拍摄运动员活动场地的右前、右后2个方向，同步拍摄研究对象跳投和后仰跳投动作，2台摄像机主光轴的夹角大约为120度，拍摄频率为50Hz，快门速度为1/100，对运动员原地跳起投篮进行定点拍摄，在拍摄前提前开机，拍摄结束后停机，完整地记录了跳投垂直起跳投篮动作和后仰起跳投篮动作的全过程，选择最好的一次动作，用艾利尔分析系统对运动员动作技术进行分析，分阶段分析跳起投篮各阶段的动作技术，按照关节点的角度和附加点的方式进行图像采集、标点，用三维标准DLT测量法获得数据，图像经数字处理后，采用数字滤波法对数据进行平滑处理，截断频率设为8。

1.2.2.2 动作阶段的分析 跳投:双手持球（以右手为例），非投篮手置于球的侧方，投篮手置于球的后部，双脚平行（右侧略高于左脚），双膝微屈，双脚前脚掌蹬地向上弹跳，跳起至最高点时前臂前伸，手腕向前拨指将球投出，落回原地完成整个跳投动作（图1）。

图1-1

图1-2

图1-3

后仰跳投:双手持球（以右手为例），非投篮手置于球的侧方，投篮手置于球的后部，双脚平行膝盖微屈，双脚前脚掌蹬地起跳时向后仰，投篮出手的时机和角度需要根据防守情况而定。fade是隐藏，away是消失，组合起来就是后仰跳投对于防守者来说，由于做动作者身体后倾，感觉就像从眼前消失一样。

1.2.4 数理统计法 所得数据在计算机上采用Microsoft Excel2003对收集的数据进行处理分析。

2 结果与分析

运用三维运动学测量方法，使用1台QUINTIC高清摄像机以50帧/s的拍摄频率和测力台同时进行，采集三维运动影像资料，并用美国艾利尔分析系统（APAS）对2台摄像机拍摄的跳投和后仰跳投动作进行三维同步数字化分解，得出数据进行对比。

2.1 蹬地时跳投与后仰跳投动作分析与对比

表1 蹬地时踝、膝、髋关节线性原始位置分析 单位：cm

表2 蹬地时踝、膝、髋关节线性位移分析 单位：cm

表3 蹬地时踝、膝、髋关节线性速度分析 单位：cm/s

表4 蹬地时踝、膝、髋关节环节角度原始位置垂直轴分析单位：度

根据表1、表2中踝、膝、髋关节线性原始位置、线性位移数据分析，在跳投蹬地阶段踝、膝关节受力，传导给髋关节，在起跳和投篮阶段会达到一个很大力量的数值。而后仰跳投蹬地的力量不充分，膝关节比踝关节受力大，传导给髋关节时力量很少。在表3线性速度分析中，跳投线性速度发力中，踝、膝关节受力短时间内快速传导给髋关节，蹬地的反作用力能与自身重力成为合力；而后仰跳投踝和膝关节受力比跳投蹬地阶段受力大，传导给髋关节时力量很少，尤其是在投篮阶段没有腰腹力量做支撑的话，投篮的力量也会下降。在踝、膝、髋关节环节角度原始位置矢状轴跳投与后仰跳投的动作对应数据是一样的，但在垂直轴当中踝、膝关节蹬地和起跳发力是一样的，而髋关节没有发力（表4）。环节、关节角度速度和原始位置的矢状轴、垂直轴的数据分析均为0，也就是这个时期无论是跳投、后仰跳投，踝、膝、髋关节都没有做功。

2.2 对跳投蹬地垂直的力和向后的力分析

图2

在测技术动作的同时测试受试者垂直起跳和向后起跳的力，以受测试者62kg的体重为例，垂直起跳时蹬地和落地的力约为1700～1800N之间，两空隙之间为空中停留的时间，从受测试者蹬地跳起投篮的动作来看，垂直起跳上升的力和下降的力是一样的，投篮的力量来源于脚下，传导于腰腹，发力于手臂，因此垂直起跳，能很好地把力量集中。而向后起跳蹬地的力约为1600N，而落地的力约为2000N，两空隙之间为空中停留的时间，从受测试者蹬地跳起投篮的力来看，向后起跳蹬地不够充分，力量没有缓冲出来，虽然跳起投篮，但落地的力大于蹬地的力，力量没有集中应用于手臂，而是把力量分解了。

2.2.1 投篮时跳投与后仰跳投动作分析与对比

表5 投篮时肩、肘、腕关节线性原始位置分析 单位：cm

表6 投篮时肩、肘、腕关节线性位移分析 单位：cm

表7 投篮时肩、肘、腕关节线性速度分析 单位：cm/s

表8 投篮时上臂、前臂环节角度位移矢状轴分析 单位：度

根据表5、表6的线性原始位置和位移数据分析：在做跳投动作时，手腕的力量大于肘关节，其次是肩关节，跳投时手腕拨球的力使球飞行角度和高度适中。而后仰投篮动作手腕的力量和肘关节差不多，肩关节的力比手腕的力大，在后仰投篮的同时出手角度也增大，球的飞行弧线也相对增高。从表7的线性速度数据分析上看，在蹬地和起跳阶段，肩、肘、腕的力是均衡的，投篮时手腕的速度力量是增大的，而后仰跳投在蹬地和起跳阶段手腕的力量是很大的，在投篮时腕、肘关节的力是均衡的，而肩膀发力更少。从表8对环节角度上臂、前臂矢状轴位移的分析，跳投动作上臂和前臂发力是充分的，而后仰投篮动作上臂和前臂发力没有跳投发力大。在上臂关节角度、前臂速度以及位移的矢状轴和垂直轴上均没有做功。

3 结 论

通过对测试者在跳投动作和后仰跳投技术的运动生物力学分析得出以下结论：

1）运动学分析得出：在做跳投动作时手腕的力量大于肘关节，其次是肩关节，拨球的飞行高度和角度适中；而后仰投篮动作只有腕关节在充分发力，肩关节和肘关节的力不均衡，这样导致球在飞行中只有高度而没有远度。

2）动力学分析得出：垂直起跳的力上升和下降几乎是一样的，跳投垂直起跳能很好地把力量集中，后仰起跳蹬地不够充分，力量没有集中应用于手臂，也就是落地的力大于蹬地的力，虽然跳起投篮，但把脚下蹬地的力分解了。

3）增强手臂力量的训练，在后仰起跳力量被分散的情况下，仍然可以完成投篮动作。

4）女子运动员腿部和腰腹力量不足也是导致起跳的主要原因，在训练中加强腰腹、腿部力量的训练可以完善跳投、后仰跳投的技术动作。