男子铅球运动员最后用力阶段技术特征的运动学分析

（广州体育学院研究生院 广东 广州 510500）

1、前言

铅球是田径运动投掷项目之一，是一个以力量为基础、以速度为核心的速度力量性运动项目。国内外大部分高水平运动员及我国基层教学训练普遍采用背向滑步推铅球技术。背向滑步推铅球技术可以分为5个部分：握球持球、滑步、转换、最后用力和维持身体平衡。现代推铅球技术更加注重完整技术各动作之间的协调配合，追求技术的合理节奏，以确保获得较快的出手速度，但是最后用力阶段仍然是教练员重点强调的技术环节。

最后用力阶段是从左脚落地到铅球出手的过程，是推铅球技术中的最重要的环节，对铅球的运动成绩具有十分重要的作用。最后用力阶段的主要任务是使铅球获得适宜的出手速度、出手高度、出手角度。当前的研究已证实铅球出手速度约有80%将在最后用力阶段获得。从期刊文献资料总体来看，对推铅球最后用力阶段技术分析的理论研究较多，但大都强调技术动作，而将技术动作与推铅球运动成绩结果分析较少。因此，本研究选取广州体育学院3名男子二级铅球运动员为实验对象，通过三维动作捕捉系统所采集的指标及运动学原理对推铅球最后用力阶段进行运动学分析。本文从背向滑步推铅球的特征、最后用力阶段的重心变化、出手速度、出手角度及出手高度这几个方面对最后用力阶段技术特征进行系统分析，从而改进与完善运动员的最后用力技术,为铅球技术训练和教学提供理论基础。

2、研究方法

2.1、文献资料法

通过广州体育学院图书馆查阅大量与投掷运动、背向滑步推铅球技术以及背向滑步推铅球技术最后用力阶段的相关书籍，并及时整理总结，通过中国知网下载相关资料，为整个研究设计及数据分析提供坚实的基础。

2.2、访谈法

根据研究的需要，对广州体育学院男子铅球运动员、教练员，以及广州体育学院从事投掷项目的教师进行相关问题的询问，搜集整理相关材料，为本文的研究奠定基础。

2.3、实验法

（1）研究对象。

本研究的实验对象为广州体育学院3名男子铅球二级运动员，3人均采用右手投掷（以下均用1号、2号、3号运动员表示）。

（2）测试方法。

本研究采用Nokov-Mars 2H三维动作捕捉系统进行采集，采集频率为340HZ。所有研究对象均穿着黑色的紧身服，并在身体各关节处根据Helen Hayes Marker Set Placement标记法结合研究的需要贴上反光点建立人体运动模型后在有效捕捉范围内演示背向滑步推铅球动作。测试前，向运动员对测试要求进行说明。对每名运动员背向滑步推铅球动作各拍摄3次，选取成绩最好的一次进行最后用力阶段技术分析。

2.4、数理统计法

对3名运动员的实验数据用Excel2016和IBM SPSS Statistics 19.0进行统计处理。

2.5、逻辑分析法

结合运动生物力学与背向滑步推铅球的技术原理，针对最后用力阶段进行探讨，得出相应结论。

3、结果

3.1、运动员推铅球成绩

铅球是田径运动中投掷项目之一，是以距离来计算成绩决定名次的。在本研究中，测量3名运动员推铅球成绩如下：1号运动员推铅球成绩为13.13m；2号运动员成绩为12.95m；3号运动员成绩为12.68m。根据《运动员等级标准》，国家男子铅球（7.26kg）技术等级标准成绩二级运动员为12.50m，一级运动员为16.05m。本研究中3名运动员均达到二级水平，但与一级水平还存在一定的差距。3名运动员中1号运动员铅球运动成绩最好，比国家二级运动员标准成绩高1.08m，但距一级运动员标准成绩还差2.92m；其次为2号，比二级标准成绩高0.45m，与1号成绩相差0.18m；3号在3名运动员中成绩最差，与另外两名运动员相比，3号铅球成绩与2号相差0.27m，与1号相差为0.45m，但其仍比二级标准成绩高0.18m。三名运动员铅球成绩既有相同性又存在差异性。

3.2、最后用力阶段运动学测试结果

运动学是以研究人体运动动作的产生和发展规律的一门新学科。主要任务是通过研究揭示人体运动动作的发展规律，提高人体的运动活动能力，掌握并发展新技术。主要通过研究人体运动动作和运动行为（包括人体运动的轨迹、速度和加速度）反映人体或器械在空间的位置随时间变化的规律性。在背向滑步推铅球技术中，人体运动轨迹及速度的变化是影响运动成绩的重要因素，因此为了对推铅球的最后用力阶段进行运动学分析，本文运用三维动作捕捉系统采集的指标及运动学原理对推铅球最后用力阶段进行运动学分析。

（1）重心变化。

重心即物体各部分所受的重力产生合力，这个合力的作用点叫做这个物体的重心。在整个背向滑步推铅球的过程中，身体重心起到至关重要的作用，身体重心的变化在一定程度上可以起到加速的作用，若身体不能协调发力则铅球运动成绩必然受到影响。在最后用力阶段，通过右侧的蹬转使得重心的改变，并使力从踝关节传递到手指作用于铅球。

总体来说，3名运动员在最后用力阶段在Z轴的重心速度均呈先增大后减小的趋势。比较3名运动员最后用力阶段重心速度曲最大值，2号运动员重心速度最大值在三人中最大为1645.63 mm/s，其次为3号最大值为1618.47mm/s，两人仅相差27.16mm/s，差距较小；1号重心最大值最小仅为1431.94mm/s，与2号相差214.24mm/s，与3号相差186.53mm/s。纵观三名运动员重心变化可知，其中1号和2号二人身体重心速度在逐渐升高的过程中，出现一个向下的拐点，而3号的重心速度持续增加。研究表明，这一阶段身速度变化最大为体重心速度的下降不仅有利于铅球的最后出手，还有利于左脚迅速落地，成好的左侧支撑。

（2）出手速度、角度、高度。

决定铅球运动成绩的主要因素是出手高度、出手角度和出手速度。结合运动员身高情况，3号身高178cm出手高度2.01m，1号身高179cm，出手高度2.02m,两名身高差不多的运动员，出手高度也相差无几，这是因为出手高度对每名运动员都具有相对稳定性，出手高度与运动员的身高和臂长及专项水平有关。3名运动员出手速度的最大值为10.32m/s，最小值为8.44m/s，二者相差1.88m/s。结合3名运动员的铅球运动成绩，3号与1号两名运动员成绩差距较大，二人出手速度差异也较为显著，出手速度与铅球运动成绩呈正相关。在本研究中，3名运动员的出手角度分别为39.07°、38.87°、45.95°，两名成绩较好的运动员出手角度差值较小且其出手速度较快。研究表明世界优秀运动员的出手角度一般在34°-38°之间，我国第十二届全运会男子铅球前8名运动员出手角度的平均值为35.46°，且8名运动员的出手角度均在这一范围。出手速度对出手角度有一定的影响，铅球的出手角度是由铅球出手瞬间的水平和垂直速度而决定的，在一定的范围出手角度随着出手速度的变化而变化。

（3）最后用力阶段加速准备部分。

①关节速度

在背向滑步推铅球技术的最后用力阶段的加速准备部分，要求左腿积极摆制动，右腿有力蹬伸，以带动右髋积极转动，投掷技术动作顺序为左脚支撑—右脚蹬伸—左髋转动—躯干转动。在本研究中，3名运动员的髋、膝关节速度均呈现出右膝大于右髋，右髋比左髋大，且左髋大于左膝的特点，说明3名运动员在最后用力阶段的加速准备发力顺序合理。

②关节角度

良好的左侧支撑技术对取得合理的出手高度，出手角度和出手速度，及对取得理想的姿势，转化为投掷速度均有及其重要的意义。依据《我国优秀运动员竞技能力状态诊断和监测系统的研究与建立》中的诊断指标确定方法，本文将左侧支撑中膝关节角度定义为左大腿与左小腿的夹角。研究表明我国优秀运动员的最后用力阶段加速准备部分左侧膝关节角度平均值为159.1°。在本研究中，3名运动员左侧支撑膝关节角度最大的是1号为144.31°，其次2号为143.68°，最小为3号134.79°，左侧支撑膝关节角度小，则说明没有形成稳定的支撑，主要是原因可能制动效果不好。

（4）最后用力阶段加速部分。

在背向滑步推铅球技术的最后用力阶段加速部分，要求运动员根据合理的发力顺序实现蹬—转的协调配合，以便力的传递，增加铅球的出手速度，这就要求运动员形成下肢—腰腹—上肢的发力顺序。3名运动员在最后用力技术爆发用力阶段均呈现右膝关节速度大于右髋加速，爆发用力部分髋关节速度略大于蓄力部分，旋转速度加快则说明右腿蹬伸有力，由此，可说明3名运动员发力顺序合理。

本研究主要利用三维动作捕捉系统对3名男子铅球二级运动员的最后用力技术进行运动学分析。从重心变化和关节角度、速度的的变化来看，3名运动员发力顺序合理，但是左侧支撑效果不够，对铅球最后用力阶段产生一定的影响，从而影响了铅球运动成绩。

4、结论

本研究选取广州体育学院3名男子铅球二级运动员为对象，对背向滑步推铅球最后用力阶段技术特征进行运动学分析，结果显示，最后用力技术是增加出手速度的主要环节，是影响运动成绩的主要阶段；出手角度对运动员出手速度和出手角度有一定的影响，3名运动员出手高度差异不大；3名运动员在最后用力技术技术动作比较合理，能够形成一个合理的用力顺序，但是身体重心的移动也是影响推铅球成绩的重要因素，上肢过早抬起，身体左侧未能行成牢固的支撑，制动效果不好影响力的传递，对出手速度产生一定的影响。