运动生物力学分析在羽毛球反手后场高远球教学中的应用

2021-01-26李高华

运动精品 2020年9期

关键词：高远球后场肘关节

李高华张兰

李高华1张兰2

（1.河南农业大学体育学院，河南郑州 450002；2.河南经贸职业学院体育部，河南郑州 450018）

羽毛球反手后场高远球是广大羽毛球学习者遇到的技术瓶颈，文章从技术动作的生物力学原理的角度探讨反手后场高远球的动作合理性、击球位点、发力顺序和击球效果，为更有效地提高反手后场高远球的教学提供理论依据，提出训练方法。

生物力学；羽毛球；反手；后场；高远球

在高校体育教学中，羽毛球也成为大学生热选的体育项目之一。然而，大多数学生的反手后场高远球技术是非常薄弱的环节，限制了大学生羽毛球技术的提高，同时也影响了他们学习的兴趣。反手后场高远球由于技术复杂，对身体的各项素质要求较高，学生在较短的时间内采用常规的教学方法很难掌握。由于当前国内外对羽毛球反手后场击高远球技术进行生物力学分析的研究较少，故本文从生物力学的角度分析羽毛球反手后场高远球的技术动作、发力顺序、发力原则和击球动作，剖析羽毛球反手后场高远球技术肌肉发力的原理和规律，从而更好的指导该项羽毛球技术的教学。

1 反手后场高远球技术定义与动作划分

1.1 反手后场高远球技术的定义

以右手持拍为例，使用反手握拍的方法，在高位击打对方击过来并落入本方球场左侧距离底线1米的区域的高远球，并击至对方底线的一种技术[1-2]。

1.2 反手后场高远球的技术动作划分

反手后场高远球通常由以下五个基础的动作组成：判断起动、准备动作、转身引拍、完成击球、随挥回位。

判断起动：根据经验快速判断对方的即将飞行到自己左后方45度上空的来球时及时调整重心后移，做出起动准备。

准备动作：利用前脚掌蹬地发力，从场地中心位置启动，用后场反手后退步法向来球方向移动，击球前右脚在左斜前方，身体背对球网，右手反手握拍屈肘约90度，同时做肩关节近似水平屈的动作（团身）让身体靠近胸前，左手自然伸展维持身体平衡，双眼注视来球[3]。

引拍动作：身体含胸、收腹，持拍手肘关节上提带动前臂内旋做回环引拍，握拍手尽量放松，手腕稍外展[4]。

挥拍击球动作：当来球下落至右肩前上方合适的高度时，击球时重心在右脚上，膝关节从微屈到蹬直，按着人体生物力学传递链依次把力量传至上臂、前臂和手腕。前臂迅速向上挥动伸直，手腕闪动，自下而上鞭打式把球击出，击球的刹那间手指紧握球拍，把力量传递到到拍头完成击球。

随挥回位：持拍手做完伸肘伸腕后随即制动收回胸前，右脚蹬地向右转体，面向球网回到击球前的位置附近，根据对方回球做出下一拍的判断。

2 反手后场高远球的技术要点的生物力学分析

2.1 反手后场高远球上肢击球动作的分析

反手后场击高远球时人体的肩关节、肘关节和腕关节都是做伸的动作，肘关节还要做外旋的动作，在生活中以上的关节活动用的非常有限，所以活动角度很小。由于腕关节的的关节囊松弛，掌侧韧带强于背侧韧带，所以腕伸的运动受到限制；同时根据肌肉的配布规律伸腕、伸肘和伸肩的肌肉力量远小于屈腕、屈肘和屈肩的力量，使得该动作很难向正手击球那样充分发力[5]。

2.2 反手后场高远球的击球点和拍面的力学问题

击球点过低的主要原因是肘关节上提不足，导致肘关节伸直时球拍高度不够，手臂未完全伸展，造成动力力矩变短，拍头的速度不够，击球力量过小，最终造成击球时机过晚，击球效果差[6]。研究表明，健将级的羽毛球运动员右侧肩关节外展幅度（96.3度）大于低级别组的外展角度（72.4度），肘关节的伸展的角度也具有相似的特征（87.6度、70.8度）[7]。此外，击球点靠前或者靠后都不能最大化击球效率。在日常教学中强调反手后场击高远球注意“高点和前点”击球，同样是击球点的生物力学分析的结果的通俗表达。

除了击球点的高度和前后的问题涉及到生物力学的知识，击球时的拍面即球托和拍面的角度也需要用力学的知识来深度剖析。根据力学中的平行四边形法则，正拍面击球是击打高远球时对球托和拍面角度要求为近似90度，对于反手后场高远球而言，不同的是采用反手握拍的方法在高点近似垂直击球，只有这样击球时才能把击球时的力完全传递到球托上。

3 反手后场高远球的动作中的动力链

3.1 反手后场高远球的动作的解剖学分析

根据羽毛球后场反手击高远球的动作要求，这是一个回环动作，手臂做回环引拍，前臂内旋，手腕外展，击球时依次鞭状打开肩肘腕各关节[8]。运动解剖学分析，该动作准备阶段，脊柱微屈并向左旋转，肩关节内收、内旋、屈，肘关节屈、内旋，腕关节屈。这些关节角度的变化利用了两个解剖学原理：第一，增加了肌肉的初长度使肌肉产生更大的力量；第二，利用了肌肉牵张反射的原理，目的也是为了获取更大的力量，可以看作是击球前的蓄力阶段。

3.2 反手后场高远球的动作中“鞭打”力学分析

根据运动生物力学的基本理论，当身体转动半径越大，获得的加速度就越大，但在击球过程中人体的上臂的长度是固定的不变的，只有通过利用脊柱的屈伸和扭转与手臂的伸展相结合可以延长转动半径实现击球力量的增加[9]。所以躯干的扭转起着承上启下的作用，通过躯干的扭转和脊柱的屈伸将下肢的蹬伸动产生的动量传递到上肢和球拍上。

3.3 反手击高远球动作中人体各关节周围肌群发力时序和肌肉的贡献率。

反手后场高远球动作的发力顺序为：身体的重心刚开始落在左脚上，左脚蹬地踝关节伸展，随之膝关节伸展、髋关节伸和外旋，并形成躯干绕身体的垂直轴向后扭转；击球时重心转移到右脚上，右脚在左脚蹬地发力的基础上进行跨步，合力到躯干的扭转和伸展，最后通过上臂带动前臂手腕伸展，通过手指屈指发力把力量最终传递到拍头。反手后场高远球就是通过身体由下至上协调配合产生的动力链完成的，即通过足—腿—髋—躯干—上肢依次传递到羽毛球拍上[10]。

由反手击高远球的动力链可以进而分析相关肌肉的发力顺序。研究表明：最先发力的是三角肌，接着是腹内外斜肌、胸大肌和背阔肌，肱二头、肱三头肌、尺桡肌发力相对较晚。根据运动生物力学中大关节带动小关节运动的原理，此种发力顺序是合理有效的[11]。

图1 正反手后场高远球发力时序图（单位：s）[11]

此外，根据反手后场高远球击球动作涉及到的肌肉进行肌电图分析可以找出各个肌肉或肌群在动作当中的贡献率，故可以针对性的发展相关的肌肉力量进行专门的训练来提高反手后场击球的效果。在肌电图的各项指标中，积分肌电值反应了肌肉在一次运动收缩时肌肉贡献率的多少，研究表明：运动员在反手后场高远球击球过程中，三角肌和斜方肌的积分肌电值最大，桡侧和尺侧手部肌群次之[2]；但也有研究认为，三角肌和背阔的积分肌电值处于前两位[11]，所以在反手后场高远球的素质练习中要侧重三角肌、背阔肌和斜方肌的锻炼。