費(fèi)德勒直臂鞭甩動(dòng)作技術(shù)原理的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

李 康，李儒新，馮明麗

通過(guò)對(duì)世界頂尖運(yùn)動(dòng)員羅杰·費(fèi)德勒開(kāi)放式擊球技術(shù)的APAS成像觀察及解析，獲取上肢直臂鞭甩技術(shù)動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，以闡明直臂鞭甩技術(shù)原理，驗(yàn)證該項(xiàng)動(dòng)作技術(shù)的合理性、科學(xué)性和先進(jìn)性。比較分析該技術(shù)的引、揮、隨三個(gè)動(dòng)作階段，并結(jié)合生物力學(xué)知識(shí)，闡述該技術(shù)動(dòng)作的擊球原理和技術(shù)關(guān)鍵在于全身協(xié)調(diào)用力和加強(qiáng)大臂及腕關(guān)節(jié)小肌群快速收縮的爆發(fā)力，為優(yōu)化運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方案，改進(jìn)運(yùn)動(dòng)員技術(shù)動(dòng)作提供理論根據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

世界頂尖網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員費(fèi)德勒開(kāi)放式擊球技術(shù)及其相關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)參數(shù)。數(shù)據(jù)參數(shù)源自費(fèi)德勒2007年澳網(wǎng)男單半決賽比賽錄像。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法

查閱APAS分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)解析等方面的文獻(xiàn)資料。

1.2.2 調(diào)查訪問(wèn)法

前期資料搜集階段通過(guò)面訪、在線交流等方式了解數(shù)位運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、體育統(tǒng)計(jì)學(xué)資深人士及部分教練員、運(yùn)動(dòng)員對(duì)研究問(wèn)題的觀點(diǎn)和建議，為研究提供數(shù)據(jù)信息支持。

1.2.3 錄像及APAS解析法

通過(guò)對(duì)世界頂尖運(yùn)動(dòng)員費(fèi)德勒的比賽錄像進(jìn)行數(shù)字化處理，獲得所需的關(guān)節(jié)速度、角度、角速度、加速度等運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。

1.2.4 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

運(yùn)用SPSS19.0社會(huì)統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件處理所獲原始數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究?jī)?nèi)容與所涉及變量

通過(guò)APAS及錄像逐幀定相，觀測(cè)到在費(fèi)德勒揮拍的頂部，球拍速度達(dá)6.9 mph；從重心下降到最低點(diǎn)的擺動(dòng)加速后，球拍速度達(dá)24.5 mph；揮拍最后階段，肘角呈180°，前臂肌肉預(yù)拉伸，速度經(jīng)肩部傳遞到球拍，球拍速度達(dá)71.1 mph。

2.2 開(kāi)放式直臂鞭甩擊球技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

開(kāi)放式直臂鞭甩擊球技術(shù)對(duì)上肢肩關(guān)節(jié)肌肉群的爆發(fā)力和身體的協(xié)調(diào)性要求較高。高水平運(yùn)動(dòng)員較高頻率地采用這種技術(shù)，通過(guò)調(diào)整擊球時(shí)間點(diǎn)、發(fā)力方向，能夠增加落點(diǎn)范圍，更加有效地隱蔽擊球意圖，增強(qiáng)戰(zhàn)術(shù)實(shí)施的有效性。

2.3 直臂鞭甩技術(shù)動(dòng)作各環(huán)節(jié)的配合

2.3.1 各環(huán)節(jié)的動(dòng)作時(shí)序

運(yùn)動(dòng)員在做技術(shù)動(dòng)作時(shí)，各肢體環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)必然表現(xiàn)出一定的配合特征，即時(shí)序性[1]。研究開(kāi)放式直臂鞭甩擊球動(dòng)作各環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)序，發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)動(dòng)作符合人體關(guān)節(jié)活動(dòng)順序原理，符合鞭甩動(dòng)作的要求[2]。

2.3.2 各環(huán)節(jié)速度特征

比較開(kāi)放式直臂鞭甩技術(shù)各關(guān)節(jié)速度數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)速度在由肩向球拍遞增的過(guò)程中，肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)速度均較低；但傳遞到球拍的速度極值卻陡然增加(差異顯著P<0.05)[3]。究其原因，一方面是由于能量轉(zhuǎn)移到擊球臂，以及前臂肌肉的預(yù)拉伸造成動(dòng)能儲(chǔ)存，在擊球階段，腕關(guān)節(jié)預(yù)拉伸肌肉群參與運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生加速力，使球拍速度經(jīng)腕關(guān)節(jié)傳遞后陡然增加；另一方面，由于直臂鞭甩技術(shù)動(dòng)作肘角成180°，揮拍半徑達(dá)到極值，肩關(guān)節(jié)速度值與腕關(guān)節(jié)速度值差異顯著(P<0.05)，符合旋轉(zhuǎn)角速度原理以及角速度矢量疊加原理。兩個(gè)方面導(dǎo)致球拍加速度增加[4]。

2.4 直臂鞭甩技術(shù)動(dòng)作各環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

2.4.1 肩關(guān)節(jié)與肘關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)

開(kāi)放式直臂鞭甩技術(shù)的引拍動(dòng)作是伴隨著向球側(cè)轉(zhuǎn)體，肩角呈增大趨勢(shì)，肘部與肩部同時(shí)向后移動(dòng)，至引拍結(jié)束，始終做外展和旋內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。

2.4.2 下肢關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)

上肢做引拍動(dòng)作時(shí)，發(fā)力腿的踝關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)在髖部帶動(dòng)肩部180°轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)彎曲，使身體重心下移，便于引拍結(jié)束揮拍動(dòng)作開(kāi)始時(shí)從踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)至髖關(guān)節(jié)依次協(xié)調(diào)發(fā)力，將動(dòng)量傳遞到上肢。

2.4.3 頸關(guān)節(jié)與上臂的運(yùn)動(dòng)

引拍至揮拍擊球整個(gè)過(guò)程，頸關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)與上臂運(yùn)動(dòng)的方向相反，由離至合，至擊球瞬間，頸關(guān)節(jié)制動(dòng)，上臂加速前揮。

2.4.5 肘關(guān)節(jié)與前臂的運(yùn)動(dòng)

肘關(guān)節(jié)在引拍階段，關(guān)節(jié)角度變化平緩；揮拍開(kāi)始，角度變化陡增，直至上臂與前臂成直線，角度接近180°；至擊球時(shí)，隨揮動(dòng)作開(kāi)始后，角度驟減。

2.4.6 球拍的運(yùn)動(dòng)

引拍至揮拍觸球的過(guò)程，是下肢踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)依次拉伸肌肉積蓄勢(shì)能的過(guò)程，是上肢肩關(guān)節(jié)、前臂和腕關(guān)節(jié)依次拉伸肌肉積蓄勢(shì)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能的過(guò)程。在揮拍階段，腕角經(jīng)歷了逐漸減小的過(guò)程，至揮拍觸球手腕外展接近生理解剖極限。根據(jù)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)的擊球原理，在加速度相同的情況下，加速距離越長(zhǎng)，球拍所能達(dá)到的瞬時(shí)速度越快，越有利于提高擊球的速度與旋轉(zhuǎn)。根據(jù)動(dòng)量定理公式，F(xiàn)t=m(v1-v0)，為增加末端環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)速度，要求在發(fā)揮最大肌肉收縮和動(dòng)作速度的前提下，延長(zhǎng)力的作用時(shí)間。在觸球瞬間，身體前傾重心隨球前移，球拍的擊球速度達(dá)到峰值，球拍作用于球的推送力貫穿整個(gè)擊球過(guò)程。觸球后的隨揮動(dòng)作，球拍速度驟減。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

1)直臂鞭甩技術(shù)由于肘角呈180°，手臂和球拍完全伸直減少了揮拍過(guò)程中速度的損耗，更利于提高擊球速度。2)直臂鞭甩技術(shù)通過(guò)肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)的速度遞增和積累，使末端球拍速度最大化，符合人體運(yùn)動(dòng)鞭打動(dòng)作的要求和各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)順序性原理。3)直臂鞭甩技術(shù)更加有利于增加揮拍擊球時(shí)對(duì)擊球目標(biāo)的揮送程度，提高擊球的深度和準(zhǔn)確性。

3.2 建議

1)直臂鞭甩技術(shù)與當(dāng)前主流正手開(kāi)放式擊球技術(shù)的顯著區(qū)別在于肩角、肘角和軀干轉(zhuǎn)角的差異，由于肩角比常見(jiàn)的技術(shù)動(dòng)作要大，所以要加大身體的旋轉(zhuǎn)角度和速度以增加擊球的穩(wěn)定性。2)在直臂鞭甩技術(shù)的后半程，可通過(guò)肘關(guān)節(jié)肌肉群發(fā)力，調(diào)整擊球方向和速度，提升戰(zhàn)術(shù)的隱蔽性。3)重視與加強(qiáng)全身各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)性訓(xùn)練及肩部肌肉群爆發(fā)力訓(xùn)練。4)對(duì)直臂鞭甩技術(shù)要進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練，以體會(huì)技術(shù)差異。

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