篮球前转身投篮过程中支撑脚的运动生物力学分析

程黎明

(吕梁学院 离石师范分校,山西 吕梁 033000)

篮球前转身投篮过程中支撑脚的运动生物力学分析

程黎明

(吕梁学院 离石师范分校,山西 吕梁 033000)

文章通过对吕梁学院12名篮球运动员进行前转身投篮动作的调查研究，并运用运动生物力学对整个过程进行分析，得出了篮球前转身投篮动作中运动生物力学规律，旨在提出一套针对篮球运动员前转身投篮动作有效且合理的训练方法，并对篮球运动技巧评价提供一些理论参考依据，促使篮球运动员们正确对待和理解前转身的技巧技术，提高篮球前转身投篮技巧的实施效果，从而促进篮球运动技术的进一步发展。

篮球；前转身投篮；运动生物力学

篮球运动作为一项综合性的现代体育运动竞技项目具有特殊的健身作用，不仅能活跃运动者的身心还具有强健其体魄的功能，除此之外篮球运动还属于奥运中非常重要的体育竞技项目，这项运动体现的不仅仅是运动的活力更加能催发的是人们在对抗困难时的勇气和顽强的意志[1]。1891年篮球运动诞生成为一项新兴起的运动项目，到1936年奥运会将篮球项目列为竞技比赛项目之一，并出台了具有国际统一标准的比赛规则。随着篮球运动的发展，也从最开始的攻防互动演变成了运动员体能、技能、战略的较量，各种新的技能技术不断涌现，同时也创造出了很多高难度的篮球技巧，其中值得关注的重要的进攻技巧之一就是篮球前转身技术。篮球前转身技巧的动作中包含了运动员下肢的各种复杂的动作活动，按照生物力学的角度对其进行分解可以分为：准备活动动作、功能活动动作和结束活动动作[2]。在运动员前转身投篮的动作完成到结束这个过程有机的将跨步和转体进行了结合，以达到投篮的效果，这一过程主要是通过转身速度和跨步大小决定的，这里就需要运动员对篮球技术动作进行标准的合理化掌握[3]。本文就篮球前转身投篮过程中支撑脚的运动生物力学进行调查研究，得出在篮球前转身投篮过程中运动员对支撑点的生物力学规范化掌握有助于运动员在比赛时更好地完成投篮动作和技巧，从而达到比赛胜利的目的。

1研究对象

本次调查研究选取吕梁学院12名篮球运动员作为研究对象，所有篮球运动员均在从事篮球专项训练中达4年以上，各项篮球技巧均较为熟练，在实际篮球活动中使用前转身技术投篮的频率较多，对前转身投篮技术较为熟练命中率较高，投篮使用的均为右手投篮，研究对象的平均年龄为(22.8±2.1)岁，平均身高为(189.8±8.1)cm，平均体重为(87.2±15.3)kg，所有运动员的年龄、身高、体重、运动年限均无明显差异。

2研究内容

对参与本次调查研究的12名篮球运动员进行1-12的编号，在实验调查开始前做充分的热身运动：绕场内慢跑2圈、进行身体关节的拉伸和保护运动、做跑篮练习，待运动员身体机能充分展开时可做实验调查前的前转身投篮动作的练习，以确保实验调查进行时运动员的动作技巧能够得到最好的发挥。当一切准备就绪后，开始对参与对象进行测试内容的记录，分别对运动员进行角度为0°时3m距离和5m距离、45°时3m距离和5m距离、90°时3m距离和5m距离的测试，完成这6个点背对篮筐完成接球后前转身投篮的动作，每名运动员均作6套动作，每个动作均做2次。

3研究方法

每名运动员需要完成的动作有三个，分别是：原地前转身；原地前转身突破；原地前转身投篮。本次调查采用红外目标跟踪检测系统(生产商：杭州晨安科技股份有限公司)，主要是通过对1080P60的全景摄像跟踪SDI视频对人体运动进行检测及锁定跟踪图像，同时，配备两部测力台(生产商：北京冠一科仪商贸有限公司)对运动员在完成转身时左右脚不同力量变化的测量。本次测试所得数据均采用SPSS11.0和EXCEL2007等统计学软件进行运动时生物力学的各项指标数据的提取和分析。

4研究结果

本次研究调查针对研究对象完成原地前转身、原地前转身突破、原地前转身投篮三个动作，为了方便研究分析将这三个动作分为：转身前动作、转身过程、转身结束动作。

4.1转身动作的支撑点生物力学变化分析

从正常的站立姿势进行分析，稳定性的主要来源是与地面支撑面积的大小以及重心，所以在运动中，为了取得更佳的平衡控制程度，则需要对脚下支撑面积进行最大化处理，从而将重心降低，加快起动速度，一般情况下，运动员在保持起动速度加快的情况下，其两脚间最合适的距离大约为运动员肩宽距离再增加15cm左右，准本转身前运动员上体姿势需微微向前倾，这些方法都有利于保持平衡和迅速启动的应变协调性。而转动效果的好坏和支撑点力的大小及转轴的距离有一定的相关性，如表1所示，Fx代表的是左右方向的力，Fy代表的是前后方向的力，其中转身前转动脚左右方向的力的最大值为(284.3±53.1)N，前后方向力的最大值为(119.4±55.7)N；转身过程中左右方向力的最大值为(301.8±95.2)N，前后方向力的最大值为(159.8±63.7)N；转身结束动作中左右方向力的最大值为(246.5±72.4)N，前后方向力的最大值为(172.4±54.5)N。三个动作中前后方向的力均小于左右方向的力，在转身过程中，应其具备的攻防性，使得运动员左右方向力值较其他两种动作力值更为大些，联合转身过程和转身结束动作过程，左右方向力变化较大，其动作重心下降使得力值加大，当开始投跳时重心上升促使力值减小，由此可见在转身运动中前后方向的力在转身过程中并没有明显转动。在篮球运动中，运动员运动过程中左右方向的力在前转身投篮命中率起到了绝对性的作用。

表1 三个动作的转动脚力的平均值和标准差(N)

转身前动作Fx最大值Fy最大值转身过程Fx最大值Fy最大值转身结束动作Fx最大值Fy最大值平均值284.3119.4301.8159.8246.5172.4标准差53.155.795.263.772.454.5

4.2转身动作转动腿速度指标的变化分析

大量实际运动的研究发现，支撑点和有效转动的配合是转动动作达到最优化最合理的结果，同时也是保证转动腿速度加快的前提。如表2所示，转身前动作中膝关节速度2.09m/s、踝关节速度2.93m/s,足尖速度3.17m/s；转身过程中膝关节速度2.18m/s、踝关节速度3.31m/s,足尖速度3.46m/s；转身结束动作中膝关节速度3.14m/s、踝关节速度3.42m/s,足尖速度3.88m/s。转身结束动作中的投跳动作要求达到跳起高度更高，转动腿速度更快的效果，转身过程中突破的动作由于后续衔接的要达到的效果变得稍微迟缓，转身前动作因为后续动作没有明显需要达到的效果所以动作的速度最为缓慢。

表2 三个动作的转动腿关节速度的最大值(m/s)

球员编号转身前动作膝关节踝关节足尖转身过程膝关节踝关节足尖转身结束动作膝关节踝关节足尖11.912.583.091.582.513.192.583.123.9822.222.913.142.063.123.513.173.043.8932.012.693.152.174.154.482.944.493.7142.152.223.132.33.613.943.843.033.7351.812.333.552.823.873.392.813.964.2762.812.013.122.483.823.153.183.443.9372.113.893.182.63.743.252.593.864.2782.013.153.152.133.113.682.892.73.8592.093.913.161.613.123.513.593.333.95102.183.413.122.083.813.173.882.883.25111.852.843.091.752.113.153.053.143.91121.953.253.152.612.713.153.144.013.82平均值2.092.933.172.183.313.463.143.423.88标准差0.260.620.120.400.630.410.430.540.27

4.3三个动作的转动腿角度变化分析

运动员的支撑脚为了稳定考虑是不会离开地面，支撑脚做蹬地的反向运动调整稳定点的位置以便于后续其他动作的合理完成，以确保动作进行时的稳定和准确，相关文献显示，人体身体扭转最大的限度为≤600°，整个转体动作均是依靠下肢运动完成，上身起辅助作用。在准备转身前动作中左膝角度最大值为(137.3±11.67)度、身体扭转角度最大值为(26.98±5.59)度，在进行转身过程中左膝角度最大值为(139.03±5.42)度、身体扭转角度最大值为(44.46±8.19)度,在转身结束动作中左膝角度最大值为(169.63±5.94)度、身体扭转角度最大值为(29.026±11.98)度。由此可见运动员的膝关节角度增减、身体扭转程度的角度在三个动作的完成中具有明显的变化，其目的就是为了达到投篮技术的完成。参见下页表3。

表3 三个动作的支撑腿和身体扭转最大值(度)

球员编号转身前动作左膝角度最大值身体扭转角度最大值转身过程左膝角度最大值身体扭转角度最大值转身结束动作左膝角度最大值身体扭转角度最大值1131.232.4135.939.2176.716.42142.113.6138.133.8171.718.83161.732.6139.661.6168.421.54142.430.2135.838.9181.524.45142.732.7141.951.3174.722.56114.726.7134.831.5169.131.6713627.2144.145.3171.258.38123.122.9151.747.8168.341.99131.925.4133.442.7161.521.810141.221.8131.850.2162.618.111138.127.4140.447.4164.117.112142.530.8140.943.8165.717.9平均值137.326.98139.0344.46169.6325.86标准差11.675.595.428.195.9412.55

4.4三个动作的组合而成的动作生物力学分析

前转身投篮的动作可细分为三个分解动作：原地前转身、原地前转身突破和原地前转身投篮，其中在转身的过程中，作为运动员转动轴的转动腿转动的动作的下一个动作的保持稳定有效，是提高整体动作的有效性的必要保证，这和运动员转动时的幅度和力度有直接关系，保持整个动作的平衡稳定是前转身投篮成功的前提，在身体扭转向前的过程中，运动员通过支撑腿、头部、躯干、肩部、手部等身体的各个环节的调节来维持稳定和平衡，相互之间协调运动形成投篮的基本动作，从以上的数据分析，运动员在进行前转身投篮时应注意在开始旋转时重心移至左脚，积极转动腿来带动身体旋转，此时的支撑腿不能直接伸直，否则重心将转移。在人体运动过程中，肌肉的牵拉是运动过程的一个特点，可起到身体扭转快速和制动的作用，同时使整个动作达到连贯性和完整性，身体旋转前大力蹬离地面的力量可以为身体的快速选择创造有利的条件，膝关节角度的选择可以不仅作用于蹬离地面的力度，还可以起到相对稳定的效果。前转身投篮技术的优劣可以通过角速度的快慢变化、身体扭转时间的长短来体现。

篮球运动中前转身投篮技巧的组合运用，并非是单个技术的加成作用，而是运动员对篮球竞技项目的熟练掌握和运用的结果。竞技赛场中，对手的比拼说到底就是对技巧熟练程度和完成技巧的时间及时程度的比较，技巧动作之间的衔接熟练是完成组合技巧的技术的关键因素，衡量篮球技术的主要标志就是技巧动作衔接的连贯性、协调性和节奏性。只有对单个动作的熟练掌握，才能更加快速的对组合技术进行掌握和运用，从而促使篮球前转身投篮技术质量的提高，将单个的动作技术掌握后，再按照顺序进行组合，理顺动作的时间前后，才能理解单个动作之间相互依存和影响的关系，为后续的动作做好充分的准备，更加有利于后续动作的顺利实施。在前转身投篮过程中，对于重心节奏的把控是重要一环节，这直接关系到运动员在实施动作时的稳定性，重心的转换大多是在运动时的移动中完成的，重心移动的普遍规律是：重心平衡—破坏重心平衡—新重心平衡，以此循环往复。运动员在训练过程中应注意重心转换的训练，控制好转换重心时重心转移的方向和高度。

5结论与建议

5.1结论

通过本次调查分析发现，原地前转身动作中支撑脚的左右方向的力要大于前后方向的力，在完成原地前转身突破动作时，对于前转身动作中实施的不同的左右方向的力有明显的改变意义，因为运动员自身重力大于双脚支撑地面时用在支撑脚上的力，为了维持在运动过程中运动员自身的平衡，转动时的力矩因缩小，当力的作用时间变短和变快的时候，则有利于运动员自身扭转方向速度的加快，所以只有左右方向力能在这一过程中起到巨大的作用。

支撑腿的膝关节角度在转身前动作的平均值为(137.3±11.67)度，在转身过程中的平均值为(139.03±5.42)度、在转身结束动作的平均值为(169.63±5.94)度。这表明当进行原地前转身突破动作时，由于后续动作中需要对方向的明确性，使得动作变得较为迟缓，所以膝关节的标志角度处于居中地位，而原地前转身动作则没有后续动作的相关需求，所以此时转动腿的关节表示的速度是整个动作速度最慢的一个环节。

5.2建议

运动员在进行前转身训练的时候，因在转身时蹬地力度进行力量化训练，同时给予支撑脚控制自身平衡训练，以此来加速身体的扭转，在加速训练的同时，因针对运动员下肢和腰骸关节的力量和协调程度进行训练以确保运动员身体的稳定性，避免造成转身角度过大或过小等情况的发生，在进行协调性训练中可增加跳绳、跑步等基础性训练[4]。

在蹬离地面起跳时，不仅下肢力量会影响到起跳的速度和力量，运动员上肢的带动也能起到充分有效的作用[5]。所以在这部分训练过程中，运动员应增加深蹲、杠铃半蹲、负重跑步或蛙跳等增加下肢力量和上肢协调力度的训练。

篮球运动是一项技术要求动作规范的运动，通过长久的训练方案的研究[6]，体育研究者发现篮球运动的技术需要遵循的顺序、方向、节奏、用力等要求，完全符合人体生物力学和运动学的原理，对技巧的正确训练能有效地达到运动中所需要的效果，不仅能提高动作的速度还能保证运动所需要达到的准确性和稳定性，提高命中率和成功率。

[1]徐艳,袁同春,柴业宏.基于三维图像解析的篮球投篮技术生物力学分析[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2012(10).

[2]孙殿恩.篮球教学中罚球技术的生物力学分析[J].长春理工大学学报,2012(5):227-228.

[3]春潮.篮球运动员前转身过程中转动腿的生物力学分析[J].安徽农业技术师范学院学报,2007(6):68-71.

[4]朝革命.篮球持球突破技术的运动生物力学分析及其在教学和训练中的运用研究[J].内蒙古工业大学学报,2003(2):142-145.

[5]WANG Cheng-jun,ZHENG Qi.Dynamics Analysis and Influence on Shooting Average of Spinning Basketball[J].Journal of Physical Education Institute of Shanxi Teachers University,2012,27(2):100-104.

[6]ZHOU Ya-hui.Kinematic Characteristics of Stop Jump Shot in Basketball[J].Bulletin of Sport Science & Technology,2012,20(7):29-30.

(责任编辑：高 坚)

2016-09-12

G841

A

1673-8535(2016)06-0054-05

程黎明(1984-)，男，山西临汾人，吕梁学院离石师范分校讲师，硕士，研究方向：体育教学。