優(yōu)秀男子鐵餅運動員擲鐵餅最后用力階段非投擲臂速度變化的運動學(xué)分析

王新坤，崔朋濤

（1．沈陽體育學(xué)院 競訓(xùn)處，遼寧 沈陽110102；2．紹興文理學(xué)院元培學(xué)院，浙江 紹興312000）

體育教育訓(xùn)練學(xué)

優(yōu)秀男子鐵餅運動員擲鐵餅最后用力階段非投擲臂速度變化的運動學(xué)分析

王新坤1，崔朋濤2

（1．沈陽體育學(xué)院 競訓(xùn)處，遼寧 沈陽110102；2．紹興文理學(xué)院元培學(xué)院，浙江 紹興312000）

運用文獻資料法、數(shù)理統(tǒng)計法等，對優(yōu)秀男子鐵餅運動員的數(shù)據(jù)進行分析。結(jié)果顯示：優(yōu)秀男子鐵餅運動員擲鐵餅最后用力階段非投擲臂制動時機開始應(yīng)在左腳著地后0.03s左右或非投擲臂處于方位角180°到220°范圍內(nèi)。優(yōu)秀男子鐵餅運動員非投擲臂轉(zhuǎn)動速度與左肩和右肩轉(zhuǎn)動速度具有高度的相關(guān)性，通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)非投擲臂與左肩轉(zhuǎn)動速度保持一致，二者基本處于相對靜止。部分優(yōu)秀男子鐵餅運動員的非投擲臂擺動方式存在著隨著身體轉(zhuǎn)動的一種被動式擺動的錯誤動作，非投擲臂的擺動是一種主動式的擺動。

男子；鐵餅運動員；最后用力；非投擲臂；運動學(xué)分析

鐵餅是田徑運動中技術(shù)性較強的項目，其歷史源遠(yuǎn)流長。在1896年希臘舉行的第一屆現(xiàn)代奧林匹克運動會上，就設(shè)有擲鐵餅比賽項目。擲鐵餅技術(shù)發(fā)展的每一項革新、進步與突破都與隨之帶來的運動成績的提高密不可分。然而，令人關(guān)注的是：似乎在20世紀(jì)的最后幾十年擲鐵餅項目的輝煌時代業(yè)已結(jié)束，以往標(biāo)志那種長期持續(xù)運動成績提高趨勢的指標(biāo)，如各種系列的世界最好成績、奧運會和世界錦標(biāo)賽比賽成績，都呈現(xiàn)停滯或嚴(yán)重下滑狀況，我國鐵餅成績近幾年來也一直提高不大，最好成績一直在60m左右徘徊。

投擲技術(shù)是一個相當(dāng)復(fù)雜的技術(shù)，任何一個小的環(huán)節(jié)都不應(yīng)該疏忽，因為那樣會直接影響到技術(shù)水平的正常發(fā)揮。而在鐵餅方面對非投擲臂的研究目前還是非常少。在以往對非投擲臂的研究當(dāng)中說明：非投擲臂在最后用力階段的正確姿勢對投擲成績有顯著的影響；鐵餅成績提高最顯著，其次是標(biāo)槍、鉛球。同時在投擲的最后用力階段，左臂的正確動作有助于肩部的牽引動作，它有力的下擺制動有利于左腿有力的穩(wěn)固支撐和加快用力的速度。非投擲臂正確、適時、主動地擺臂，是隨著右腿積極蹬伸開始的，它對起體、轉(zhuǎn)體、超越器械和保證投擲肌群的爆發(fā)用力等起著重要的作用。本文通過對非投擲臂擺動速度的力學(xué)分析，從而進一步揭開非投擲臂對鐵餅投擲成績的影響。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取參加全國田徑錦標(biāo)賽，男子鐵餅比賽前八名運動員為研究對象。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法 通過查閱中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)、優(yōu)秀碩博士論文等，了解到目前優(yōu)秀男子鐵餅運動員的研究現(xiàn)狀。

1.2.2 攝影法 采用標(biāo)準(zhǔn)的三維DLT攝像法。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計法 對所得原始數(shù)據(jù)運用EXCEL2003和SPSS12.0軟件進行分析統(tǒng)計處理，為理論分析提供依據(jù)。

2 結(jié)果與分析

現(xiàn)代擲鐵餅技術(shù)的發(fā)展，主要以提高出手速度為核心，尋找各環(huán)節(jié)速度結(jié)構(gòu)和動作結(jié)構(gòu)的最佳組合及整體綜合效益，進而提高出手速度。非投擲臂的速度變化對提高出手速度創(chuàng)造適宜的出手角度和出手高度也有一定的影響（圖1）。

圖1 非投擲臂速度變化曲線圖

從圖1可以看出，非投擲臂的擺動速度從右腳落地形成單支撐后逐漸在上升，在經(jīng)歷一個速度高峰后迅速下降，直至鐵餅出手。8人非投擲臂擺動速度高峰出現(xiàn)的時機各不相同，平均為左腳著地后0.02s。

表1 最后用力各時相非投擲臂速度及速度增量（單位：m／s）

從表1可以看出，非投擲臂在最后用力階段從右腳落地瞬間到左腳落地瞬間非投擲臂速度增量為2.39m／s，而從右腳落地瞬間到鐵餅出手瞬間非投擲臂速度增量為0.58m／s，可見非投擲臂的速度增量主要是在單支撐階段（t1－t0）。

2.1 非投擲臂擺動速度對身體重心速度的影響

在擲鐵餅過程中，人是主體，是鐵餅運動的動力來源。人體重心向投擲方向移動得越快，在最后用力時就越會有較大的水平動能傳向鐵餅，對出手速度和投擲效果就越有較好的影響。同樣，人體重心的垂直速度也不可忽視，尤其是在最后用力階段，對提高出手速度創(chuàng)造適宜的出手角度和出手高度也有一定的影響。

分析表明，身體重心水平速度與投擲成績呈正相關(guān)。加快左腳離地時及著地后的重心水平速度有利于提高出手速度；提高左腳著地后的垂直速度有利于出手速度的提高。人體任何一個環(huán)節(jié)速度的改變，都會影響人體重心速度相應(yīng)的變化。非投擲臂的擺動速度對身體重心速度的影響也不例外。從相關(guān)分析可知，非投擲臂的擺動速度與身體重心的水平速度呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為R＝0.687（p＜0.05）。這說明最后用力過程中，非投擲臂擺動得越快，身體重心水平速度增加值越大，越會有較多的水平動能傳遞給鐵餅，從而提高投擲成績。但并不是一味地提高非投擲臂的擺動速度都會提高投擲成績，這和擺動的時機、軌跡也有一定的關(guān)系。

2.2 非投擲臂制動時機的時間特征分析

時機是指具有時間性的客觀條件。擲鐵餅的最后用力經(jīng)歷單支撐和雙支撐兩個階段。最后用力單支撐階段是從右腳落地瞬間至左腳落地瞬間。鐵餅的最后用力是快速短暫的用力過程，需要人－餅整體在時間－空間特征上達到最優(yōu)化組合，才能產(chǎn)生最大的用力效果。

通過非投擲臂速度變化曲線圖的解析結(jié)果可以看出，非投擲臂在左腳落地后有一個急劇的下降點，下降點8人平均出現(xiàn)在左腳落地后0.03s。

非投擲臂經(jīng)過左腳落地后0.03s時，運動員正處于雙支撐階段，也是正處于對鐵餅的用力加速階段，此時非投擲臂速度急劇下降。根據(jù)能量守恒的原理，非投擲臂的速度下降，投擲臂的速度肯定上升。因此，非投擲臂制動時機應(yīng)確定在左腳落地后0.03s。

2.3 非投擲臂制動時機的空間特征分析

擲鐵餅技術(shù)的最后用力是由單支撐和雙支撐兩個階段構(gòu)成，右腳落地形成單支撐階段，左腳落地形成雙支撐階段。而雙支撐階段非投擲臂的制動時機會直接影響到投擲臂的最后加速用力。因而最后用力階段非投擲臂制動時機的空間特征也顯得尤為重要。非投擲臂方位角見表2。

表2 最后用力階段非投擲臂制動時所處的方位角（單位：°）

投擲臂通過雙支撐中段即開始發(fā)力，此時鐵餅從低點向高點運行，鐵餅速度處于加速階段，而此時非投擲臂正由高點向低點運動，正是制動的開始階段。從表3數(shù)據(jù)可以看到，最后用力階段非投擲臂制動時所處的方位角平均為200.23°。其中制動瞬間非投擲臂方位角最小的是劉國振，為181.07°；非投擲臂方位角最大的是李冰，為 220.74°。通過對8名運動員最后用力階段非投擲臂制動時所處方位角的比較分析得出：我國優(yōu)秀男子鐵餅運動員最后用力階段非投擲臂制動時機應(yīng)處于方位角180°～220°之間（圖2）。

2.4 非投擲臂擺動速度對肩髖速度的影響

在最后用力階段，鐵餅運動員非投擲臂擺動速度對肩髖速度有重要的影響。運動員旋轉(zhuǎn)結(jié)束、右腳著地瞬間，非投擲臂基本開始進入積極的擺動階段，此時左肩、左髖在非投擲臂的積極擺動的引導(dǎo)和協(xié)調(diào)配合下，使右肩、右髖向投擲方向積極轉(zhuǎn)動。在運動生物力學(xué)分析過程中，左肩髖和右肩髖的轉(zhuǎn)動是圍繞著人體縱軸進行的，左肩髖和右肩髖的轉(zhuǎn)動速度和幅度之間存在著高度的相關(guān)。非投擲臂擺動速度直接影響到左肩髖向投擲方向轉(zhuǎn)動的速度，進而影響到右肩髖的轉(zhuǎn)動速度（表3）。

圖2 最后用力階段非投擲臂制動時所處方位角示意圖

表3 非投擲臂擺動速度與左、右肩，左、右髖轉(zhuǎn)動速度的相關(guān)分析

從表3可以看出，右腳落地瞬間（t0），運動員非投擲臂擺動速度與左肩轉(zhuǎn)動速度和右肩轉(zhuǎn)動速度、左髖轉(zhuǎn)動速度和右髖轉(zhuǎn)動速度之間存在正相關(guān)關(guān)系。說明在此瞬間，這8名鐵餅運動員的左肩是“內(nèi)扣”的，肩軸沒有過早地打開，轉(zhuǎn)向投擲方向，這在鐵餅投擲技術(shù)上是符合“超越器械”的技術(shù)要求。左髖也要明顯的超越左肩，帶動左腿積極地向投擲方向擺動著地。左腳落地瞬間（t1），運動員非投擲臂擺動速度與右肩轉(zhuǎn)動速度存在著正相關(guān)關(guān)系。

在最后用力階段中，當(dāng)運動員形成有利的雙支撐后，在右腿蹬轉(zhuǎn)和軀干背部大肌群強烈收縮作用下，上體向投擲方向轉(zhuǎn)動的同時逐漸抬起，與此同時，又要求將鐵餅盡量保持在體后，使鐵餅在最后用力過程中能夠有一個較長的用力距離。鐵餅出手瞬間（t2），非投擲臂在體側(cè)急停制動，帶動左肩的突然制動，由于動量的轉(zhuǎn)移，加速軀干右側(cè)向投擲方向的運動，加大了右肩向投擲方向的前伸距離，使鐵餅的加速路線大大的長，從而提高了鐵餅的運行速度。這里可以從表4中非投擲臂擺動速度與左肩轉(zhuǎn)動速度的相關(guān)系數(shù)r＝0.852，說明左肩轉(zhuǎn)動速度與非投擲臂的擺動速度有顯著性的相關(guān)關(guān)系，非投擲臂與左肩的速度保持一致，兩者基本處于相對靜止的位置。

2.5 非投擲臂的擺動速度對鐵餅速度的影響

鐵餅投擲技術(shù)的實驗表明，鐵餅速度的增加是在最后用力雙支撐階段，單支撐階段是慣性和減速階段（表4）。

從表4可以了解到，我國8名男子選手除了李少杰和劉國振外，鐵餅速度在最后用力單支撐階段有所上升，其余6選手鐵餅速度基本保持；而8名選手鐵餅速度在雙支撐階段都是急劇上升。從上面的圖2可以看出，單支撐階段非投擲臂的擺動速度平穩(wěn)上升，這樣便于人體更好地保持右腿旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動和人體平穩(wěn)，從而促使鐵餅速度在單支撐階段得到保持，在雙支撐階段得到充分的加速。雙支撐階段非投擲臂有一個急劇的下降，而此時的鐵餅速度急劇上升，出現(xiàn)的時機8人平均為左腳落地后0.028s，這與我們上面研究的非投擲臂制動時機0.03s相吻合。表明非投擲臂擺動的大部分動能都傳遞給了鐵餅，由此構(gòu)成了鐵餅成績的決定性因素—出手速度，也證實了鐵餅加速的主要過程是在雙支撐階段。8人中李少杰和劉國振單支撐階段鐵餅速度還出現(xiàn)上升現(xiàn)象，這與李、劉2人單支撐階段的時間較短有關(guān)。同時由附表1、2也不難看出，李、劉2人左腳著地時右髖速度和左髖速度都是8人中較大的，尤其是右肩速度從右腳著地至左腳著地處于上升趨勢。

表4 各動作時相鐵餅速度變化（單位：m／s）

3 結(jié)論與建議

我國部分優(yōu)秀男子鐵餅運動員的非投擲臂擺動方式存在著隨著身體轉(zhuǎn)動的一種被動式擺動的錯誤動作，非投擲臂的擺動是一種主動式的擺動。優(yōu)秀男子鐵餅運動員最后用力階段非投擲臂制動時機開始應(yīng)在左腳著地后0.03s左右或非投擲臂處于方位角180°到220°范圍內(nèi)。非投擲臂轉(zhuǎn)動速度與左肩和右肩轉(zhuǎn)動速度具有高度的相關(guān)性，通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)非投擲臂與左肩轉(zhuǎn)動速度保持一致，二者基本處于相對靜止。

在運動訓(xùn)練中，非投擲臂動作的路線、時機、幅度、速度是運動員較難掌握的，也是最容易被忽視的技術(shù)之一，應(yīng)引起足夠重視。

［1］文超主編．田徑運動高級教程［M］．北京：人民體育出版社，1996：556－563．

［2］張英波．?dāng)S鐵餅：現(xiàn)代投擲技術(shù)與訓(xùn)練［M］．北京：北京體育大學(xué)出版社，2003．

［3］佟貴峰．對我國優(yōu)秀男子鐵餅運動員投擲技術(shù)的運動學(xué)分析［J］．體育科學(xué)，2000，20（1）：47－54．

Kinesiological Analysis of Changes in the Speed of Non Throwing Arm of First Rate Men Discus Throwers in Their Final Exertion

WANG Xinkun1，CUI Pengtao2
（1．Training Department for Athletic Sports，Shenyang Sport University，Shenyang 110102，Liaoning，China；2．Yuanpei College，Shaoxing University，Shaoxing 312000，Zhejiang，China）

Based on the present literature and statistics，the paper intends to analyze the data illustrated in the performances of first rate men discus throwers．The result shows that in their final exertion，the throwers launches the arresting of the non throwing arm within 0．03s or the range of 1800－2200 directional angle when the left foot touches the ground．They usually achieve a close correlation between the swinging speed of the non throwing arm，and that of rotating speed of both shoulders．The correlation analysis demonstrates that the speed of non throwing arm and the rotating speed of the left shoul der are kept in accordance，with the two being relatively motionless．However，some of the first rate men discus throwers make a mistake with the swing of the non throwing arm by turning the standard active swing into a passive one．

men；discus throwers；final exertion；non throwing arm；kinematical analysis

G824.2

A

1004－0560（2010）02－0092－03

2009-12-10；

2010-01-10

王新坤（1957－），男，教授，主要研究方向為體育教育訓(xùn)練學(xué)。

責(zé)任編輯：劉紅霞