刘相蓉背向滑步推铅球技术的运动学分析

辛 锋,李金纲

(忻州师范学院体育系,山西忻州 034000)

刘相蓉背向滑步推铅球技术的运动学分析

辛 锋,李金纲

(忻州师范学院体育系,山西忻州 034000)

以我国女子铅球运动员刘相蓉为研究对象,运用生物力学方法对其推铅球技术的动作进行生物力学分析。研究发现:在滑步阶段,刘相蓉左腿摆动最高速度出现的时机过早,蹬摆技术动作之间连接不理想,右腿离地时小腿与地面夹角过大;在过渡步阶段,重心速度起伏过大,单支撑时间过长;在最后用力阶段,超越器械姿势比较充分,但躯干用力动作操之过急、髋部动作向前不够,表现在用力点不是很突出,加速效果不是很显著、出手时的速度不够快、出手角度偏低。

女子铅球;背向滑步;技术动作;生物力学分析

Abstract:With our country female shot-putterLiu-Xiangrong as the subject,it carries on the biologicalmechanic analysis and the research using the biological mechanics method to its shot put technologic movement.Conclusion:In slides step stage,the opportunity which Liu-Xiangrong left leg s winging maximum speed appears premature,the pedal suspends between the technicalmovement to connect is not ideal,the right leg takeoffswhen the calf and the ground included angle are oversized;In transition step stage,after the right foot is well-grounded her left hip ’s speed is bigger than the right hip ’s speed,the left leg falls to the ground when the right hip’s speed is bigger than the left hip speed,explained that a step technology is quite excessively reasonable,but the centerof gravity speed fluctuation isoversized,the list support time is excessively long;In an effort final stage,liu-xiangrong’s surmounting instrument posture is quite full,but before the torso effortmovement actswith undue haste,hip department movement insufficiently,displays in uses the point of force is not very prominent,the acceleration effect is not very remarkable,the time speed not to be very quick,the getting rid of angle to be somewhat low.

Key words:women’s shot put;sliding back;technical action;biomechanical analysis

1 研究对象与方法

1.1 研究对象:2009全国田径大奖赛广东肇庆站内蒙古自治区女子铅球运动员刘相蓉,其基本情况见表1。

表1 研究对象基本情况

1.2 主要研究方法

1.2.1 录像法

用两台高速摄像机,对运动员的投掷技术进行定点拍摄,频率为 120帧 /s,摄影机放在投掷圈的正右侧和正后侧,两台摄像机的夹角大约 90度,机身高 1.2米,摄像机距离投掷圈 14米,两台摄像机在运动员进入场地时同时开机,比赛期间不停机,完整地拍摄整个投掷过程,赛前和赛后都拍摄爱捷三维立体框架坐标。拍摄时间 2009年4月10日,拍摄地点广东省肇庆。

1.2.2 解析法:解析使用美国 apas-3专业解析软件并获得数据。

2 结果与分析

2.1 滑步阶段

滑步的主要动力是左腿的摆动与右腿的蹬伸,其目的是使处于静态的“人——球”系统进入动态以获得一定的预行速度,为过渡前和最后用力阶段获得一定的速度和形成最佳的投前姿势奠定基础。评价滑步技术的指标主要有右脚蹬地角度的大小、左膝的最高摆速与右腿蹬伸的配合时机等。滑步起动的主要动力是左腿的摆动与右腿的蹬伸。优秀运动员左腿摆动的最高速度出现在右脚蹬离地面之前,左腿摆动的最高速度出现在右腿积极蹬伸的阶段,这对加大右腿的蹬伸力量和速度是极为有利的。经统计分析,滑步阶段左腿摆动最高速度和身体重心速度最大值以及铅球速度最大值均呈显著相关关系 (γ1=0.881,γ2=0.749,P<0.05)。这说明滑步阶段左腿的摆动是影响身体重心速度和铅球速度的主要因素之一。但是通过对刘相蓉投掷铅球的技术动作解析,发现刘相蓉左膝的最大速度是 2.834 m/s、重心的最大速度是 2.264 m/s,滑步阶段技术特征见表2。左腿摆动的最高速度出现时机有些偏早,说明她的蹬摆技术不是很理想,有待进一步提高。右腿离地时小腿与地面夹角是评价滑步技术的一个重要参数,这个角度也不宜过大,过大会使人和器械获得过大的垂直分速,造成滑步时产生跳动现象。同时这个角度不宜过小,否则不利于完成收小腿及右脚落地动作。世界优秀运动员小腿与地面夹角平均为 53°,而刘相蓉的小腿与地面离地角度是为 61.488°,意味刘相蓉滑步起动时左脚摆动的垂直分速过大,重心腾起角偏大,从而使得右脚离地时蹬地角度偏大,造成右脚蹬地时的水平速度偏小。说明蹬地技术不合理,有待改进。

表2 刘相蓉滑步阶段的技术特征

此外,评价高水平运动员滑步水平高低的主要依据是滑步阶段身体重心速度和铅球速度接近程度。滑步过程中铅球速度的变化要以身体重心速度的变化为基础,从表2可以看出刘相蓉铅球最高速度与身体重心最高速度差值为 0.328 m/s。而我国优秀运动员黄志红(21.52 m)和隋新梅 (21.66 m)在滑步阶段铅球最高速度与身体重心速度最大差值分别为 0.08 m/s、0.10 m/s,她们的滑步技术是比较完善的。与他们相比刘相蓉在滑步阶段的铅球和身体重心的速度差值比较大,说明刘相蓉滑步阶段的技术不够理想。

2.2 过渡 (转换)阶段

过渡阶段技术指从运动员回收右小腿到左腿落地,它的主要任务是保持或适当增加铅球在滑步中获得的水平速度,为最后用力形成合理的身体姿势,保持或提高原有速度进入最后用力阶段。

2.2.1 过渡阶段髋、膝关节的速度变化

右脚着地后左髋速度应大于右髋速度,这是滑步动作的延续,左髋速度快,有利于左腿迅速向抵趾板方向下插。左脚着地后右髋速度超过左髋速度,说明左脚刚一着地右侧便开始加速,有利于髋轴迅速由与投掷方向垂直变为与投掷方向平行,肩轴不动,这样形成了躯干充分扭紧,超越器械动作形成,为最后用力加速做好充分准备。经研究左、右髋关节速度最大值与投掷成绩呈显著相关关系 (γL=0.4855,P<0.05;γR=0.4958,P<0.05),所以髋部动作是过渡步技术的关键。通过表3发现刘相蓉右脚落地时左髋的速度为 2.538 m/s大于右髋的速度1.493 m/s,左脚落地时右髋的速度 1.723 m/s大于左髋的速度1.631 m/s,说明刘相蓉的过渡步技术动作掌握比较理想。

结合图1分析:刘相蓉左膝速度在过渡步前半段是上升的,之后呈明显下降趋势。左膝速度在过渡步阶段前半段上升与左腿积极向前下方摆插有关,主要是左膝的垂直分速度在前半段较大。右膝在过渡步阶段水平速度也呈明显下降趋势。右脚着地后右膝速度下降,可是右膝很快向前方转动,使下肢运动加快,水平速度回升,说明刘相蓉右脚着地后能积极内收、旋内,带动膝和小腿向前移动及时,从而弥补了速度的损失。

表3 过渡步阶段部分环节的运动学参数及速度变化

图1 刘相蓉过渡阶段髋、膝关节速度变化

2.2.2 过渡步时间

过渡步阶段是从右脚滑动结束到左脚落地,此阶段既是滑步的延续,又是最后用力的准备,它起着承上启下的重要作用,主要任务是形成最佳用力姿势,保持或提高原有速度进入最后用力阶段。过渡步的时间是评价过渡步技术好坏的重要运动学参数。国外优秀运动员过渡步的时间平均约为 0.0725 s,黄志红、隋新梅、李梅素最好成绩的过渡步时间平均为 0.10 s,而刘相蓉过渡步时间平均为 0.217 s,说明刘相蓉左脚下插不够积极。在今后的练习中应加强左脚的积极下插适当缩短过渡步时间,但是不应该破坏过渡步技术动作的速度节奏。

2.2.3 过渡步阶段身体重心速度与铅球速度的变化

表3 过渡步阶段 R↓、L↓身体重心速度与铅球速度及其差值

从图1和表3看出,刘相蓉在过渡步阶段铅球速度出现了略微下降,身体重心速度起伏波动比较大。铅球速度下降幅度为 0.133 m/s,身体重心速度下降了 0.205 m/s。而隋新梅在投20.88 m时铅球速度和身体重心速度分别增加了 0.29 m/s和0.20 m/s,在投 20.63 m时铅球速度和身体重心速度分别增加了 0.25 m/s和 0.09 m/s;黄志红在投 20.40 m时铅球速度与身体重心速度分别增加了 0.26 m/s和 0.04 m/s,在投 21.52 m时铅球速度提高了 0.44 m/s,重心速度下降了 0.10 m/s。因此刘相蓉应在保持最佳发力姿势的同时让铅球速度适当增加,这是取得更优成绩的保证。过渡步阶段铅球速度与身体重心速度差值越大,运动员超越器械姿势越充分,肩躯干扭转产生的力也越大。我国优秀运动员黄志红、隋新梅、李梅素的铅球速度与重心速度差值在 0.40 m/s以上,而刘相蓉铅球速度与重心速度差值为 0.399 m/s,与优秀运动员相比比较接近。所以刘相蓉在过渡步阶段应尽力加快左腿的积极下插,缩短过渡步时间提高铅球和身体重心速度,并加大铅球速度与身体重心速度差值。

2.3 最后用力阶段

表4 最后用力的技术参数

最后用力技术是推铅球技术的主要环节,它直接决定着专项运动成绩。最后用力动作是在滑步结束左脚积极落地前瞬间开始的,右腿用力转动使髋部向前转送,然后髋部牵拉肩部再带动投掷臂,利用全身的力量将球推出。球离手瞬间的身体姿势是两腿充分蹬直,髋向前顶,右肩高于左肩并尽可能地向前上方探出,手心向外,头部后仰。最后用力阶段的加速点要突出在整个投掷过程中,器械速度应是不间断增加的,并将此作为评价运动员用力效果好坏的重要依据。

2.3.1 最后用力加速准备阶段:是指从最后用力开始到投掷臂给铅球加速之前。其主要任务是保持铅球已有的速度,为投掷臂的加速用力做好最后的准备。在这一过程中投掷臂尚未给铅球加速,仅是依靠右膝的内压、右腿的侧蹬推动骨盆侧移。由于上体不主动抬起,头颈不主动扭转,而使身体左侧的有关肌群形成预先拉长状态,为最后的爆发力创造了有利条件。在这一过程铅球的运行距离为 10～20厘米,时间约为 0.01～0.03秒。

2.3.2 最后用力加速阶段;是指从投掷臂加速推球到铅球出手。其主要任务是加快铅球的运行速度,并达到最大限度,以适宜的角度将铅球推出。在躯干形成侧弓和左腿的有力支持下,充分利用下肢蹬伸力量转髋转体,然后右胸前挺,使铅球积极加速,在躯干正对投掷方向后再利用手臂顺势转肩推球,完成整个投掷动作。研究表明,在最后用力的过程中,铅球的运行距离、速度、出手角度和高度都是很重要的。优秀女子运动员的铅球运行距离为 1.40～1.65 m、运行的时间为 0.20～0.23 s。出手角度一般在 34°～38°之间,铅球的出手高度虽然与运动员的身高、臂长及专项素质有关,但也不能忽视。

从铅球加速期的运行距离和时间我们可以得到距离比时间的一个变量,发现刘相蓉比值约为 9.4,与优秀运动员的比值相比还有很大的差距;其最后的出手角度为 34.66°;出手水平速度 9.657 m/s,垂直速度为 5.956 m/s,合成速度为 11.346 m/s。与优秀运动员相比其出手角度偏小和加速期铅球的运行距离、运行时间较短。

2.3.3 最后用力阶段:在整个投掷过程中,器械速度应是不间断增加的,并将此作为评价运动员用力效果好坏的重要依据。经与优秀运动员比较研究,发现刘相蓉左脚着地后至肩横轴均转至平行于投掷方向这一段时间里,铅球速度增加比较平稳,在之后陡然上升的趋势不是很突出,且此时她的身体重心速度曲线的上升趋势已达到最高点。说明刘相蓉的躯干用力动作操之过急,而没有把注意力主要集中在髋部动作的前移上,其髋部前移动作基本到位,腰腹躯干有关肌群的牢固支撑点没有及时形成,结果造成加速效果不是很显著。

3 结论

3.1 在滑步阶段,刘相蓉的重心腾起角度偏大,降低了人体重心速度和铅球速度。刘相蓉铅球最高速度与身体重心最高速度差值为 0.328 m/s,说明其滑步阶段的蹬摆技术掌握不够理想,有待进一步提高和改进。

3.2 过渡阶段,刘相蓉超越器械姿势充分,在一定程度上弥补了左脚的不积极下插造成的速度损失,其过渡步技术动作掌握的比较理想,但犹嫌重心速度的起伏过大,支撑时间过长。

3.3 刘相蓉最后用力阶段的铅球的运行距离和运行时间偏短,做功不够,铅球出手角度偏低。

3.4 在最后用力阶段,刘相蓉的躯干用力动作操之过急,造成加速效果不是很显著。在以后的训练中要进一步加强髋部积极前移的能力,形成牢固的支撑点和第二侧弓形爆发性用力的快速推铅球技术。

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Kinematic analysis of sliding back of shot putting for Liu Xiangrong

XIN Feng,LIJin-gang
(Dept.of PE,Xinzhou Nor m al University,Xinzhou034000,China)

G824.1

A

1009-9840(2010)01-0009-03

2009-12-08

辛锋 (1977- ),男,陕西浦城人,讲师,硕士,研究方向体育教学与训练。