我國優(yōu)秀女子鉛球運動員投擲臂三關(guān)節(jié)等速肌力特征

苑廷剛 王國杰 鄭富強 李愛東 王澤峰

1 國家體育總局體育科學研究所（北京100061）

2 山東師范大學體育學院

鉛球作為田徑運動中速度力量型項目的代表，運動員絕對力量以及爆發(fā)力的強弱對成績起著決定性作用， 而運動員通過一系列預擺加速使鉛球獲得的動量能否有效地傳遞到上肢并作用于器械， 除了與軀干和下肢關(guān)節(jié)肌肉力量以及技術(shù)水平有關(guān)外， 與上肢主動肌的力量水平也有較大的關(guān)系。 而目前關(guān)于鉛球運動員上肢肌力的研究尚不多見， 因此需深入研究優(yōu)秀鉛球項目上肢肌力特點， 對運動員肌力水平進行科學診斷和評價， 并發(fā)現(xiàn)鉛球項目肌肉基礎(chǔ)力量訓練中存在的問題和不足。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以國內(nèi)4名現(xiàn)役女子鉛球運動員為研究對象，基本情況見表1，根據(jù)個人最好成績分為國際健將組和健將組。

表1 受試者基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 等速肌力測試法

運動員進行30分鐘的準備活動， 然后在實驗室內(nèi)進行向心等速肌力測試， 測試采用德國產(chǎn)Isomed2000等速肌力測試及康復系統(tǒng)， 嚴格按照測試標準及要求對軀干以及非測試側(cè)關(guān)節(jié)進行固定， 并調(diào)試適配器位置和機頭角度，使動力頭轉(zhuǎn)動軸與關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動軸一致。 進行CON/CON模式下對應關(guān)節(jié)60°/s屈伸的模擬測試3次，讓運動員熟悉測試要求和標準。 隨后正式測試過程中運動員僅被給予聲音刺激， 各關(guān)節(jié)CON/CON模式下進行向心等速肌力測試，慢速60°/s測試8次，快速240°/s測試20次，不同速度間歇1分鐘，完成兩速度后進行下一關(guān)節(jié)，順序為肩-肘-腕，不同關(guān)節(jié)間歇時間為5分鐘。測試結(jié)果由計算機自動保存并打印輸出，計算2種速度模式下運動員投擲臂3關(guān)節(jié)屈（F）、伸（E）肌群峰力矩（PT，單位：Nm）、相對峰力矩（PT/BW，單位：Nm/kg）、屈伸肌峰力矩比（F/E）和平均功率（AP，單位：W）數(shù)據(jù)，取各關(guān)節(jié)最好成績5次測試數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。 所有測試均由1位操作員完成。

1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計法

采用Excel2007對原始數(shù)據(jù)進行處理計算， 數(shù)據(jù)結(jié)果以平均數(shù)±標準差表示，利用SPSS 17.0對數(shù)據(jù)進行獨立樣本t檢驗和單因素方差分析，P < 0.05為具有顯著性，P < 0.01為極具顯著性。

2 結(jié)果

2.1 肩關(guān)節(jié)屈、伸肌力峰力矩和平均功率

表2顯示，國際健將組肩關(guān)節(jié)屈、伸肌群峰力矩和相對峰力矩在2種速度下均大于健將組， 且屈肌群在240°/s時有顯著性差異（P < 0.05），伸肌群峰力矩未見顯著差異； 兩組受試者肩關(guān)節(jié)峰力矩和相對峰力矩隨測試速度的加快而出現(xiàn)不同程度增長 （健將組屈肌除外，其峰力矩值在240°/s時與60°/s時相比，下降顯著（P< 0.01）。

隨著測試速度的加快， 兩組屈伸肌峰力矩比表現(xiàn)出不同特點， 國際健將組增大， 健將組則相反出現(xiàn)減小，減量高達0.57，具顯著性（P < 0.01），并且在240°/s時與國際健將組相比具有顯著性差異（P < 0.05）。

兩組受試者肩關(guān)節(jié)平均功率隨著測試速度的加快而增加（健將組屈肌群除外，其值由60°/s的62.5W降至240°/s的41.5W，下降顯著，P < 0.01），國際健將組受試者屈肌平均功率則增長顯著（P < 0.05），且240°/s時值顯著高于健將組（P < 0.01）；伸肌群組間以及組內(nèi)均未見顯著性差異。

表2 肩關(guān)節(jié)屈、伸肌力峰力矩和平均功率

2.2 肘關(guān)節(jié)屈、伸肌力峰力矩和平均功率

表3顯示，國際健將組屈肌群，健將組屈、伸肌峰力矩下降， 分別由60°/s的64 Nm、72.5 Nm、50 Nm下降至240°/s時的44 Nm和36.5 Nm、48.5 Nm，國際健將組伸肌群力矩相反，增值為14.5 Nm；國際健將組屈肌群、健將組屈、 伸肌群相對峰力矩分別由60°/s的0.56 Nm/kg、0.66 Nm/kg、0.46 Nm/kg下降至240°/s時的0.37 Nm/kg和0.34 Nm/kg、0.44 Nm/kg， 國際健將組伸肌相對峰力矩由60°/s的0.44 Nm/kg上升至240°/s時的0.56 Nm/kg。 國際健將組伸肌群峰力矩、相對峰力矩在240°/s時出現(xiàn)回升。

國際健將組、 健將組受試者肘關(guān)節(jié)屈伸肌峰力矩隨速度加快而減小，但無顯著性差異。兩組屈伸肌峰力矩比值分別由60°/s時的1.24、1.50降至240°/s時的0.69、0.74，波動幅度分別為44.7%和50.7%。

受試者肘關(guān)節(jié)屈、 伸肌群平均功率隨測試速度的加快而增加，屈肌平均功率未見顯著性差異，伸肌平均功率則分別由60°/s時的35.5 W、32.5 W增加至240°/s時的114.5 W和80 W，兩組均增長顯著（P < 0.05），國際健將組伸肌60°/s和240°/s平均功率均顯著性高于健將組（P < 0.05）。

2.3 腕關(guān)節(jié)屈、伸肌力峰力矩和平均功率

表4顯示，腕關(guān)節(jié)屈肌群峰力矩、相對峰力矩隨測試速度的加快而減小， 健將組腕關(guān)節(jié)屈肌群峰力矩和相 對 峰 力 矩 在60°/s 和240°/s 時 分 別 為24.5 Nm、0.23 Nm/kg和9.5 Nm、0.09 Nm/kg，呈下降趨勢，并具有顯著性差異（P < 0.05），國際健將組并未見隨速度的加快而出現(xiàn)顯著性下降情況。

表3 向心等速運動肘關(guān)節(jié)肌力峰力矩和平均功率特征

在屈伸肌峰力矩比值上， 國際健將組在不同速度下大于健將組，并隨測試速度的加快而減小，國際健將組、健將組屈伸比分別由60°/s的1.90、1.78降至240°/s時的1.09、0.53，其中健將組呈顯著性下降（P < 0.05），可見腕關(guān)節(jié)屈肌群快速運動下的適應能力較伸肌群差。

國際健將組、 健將組腕關(guān)節(jié)屈、 伸肌平均功率在60°/s和240°/s時分別為13.5 W、20 W和10 W、10 W，9.5 W、26 W和9.5 W、21 W，呈增長趨勢，其中國際健將組伸肌平均功率增長顯著（P < 0.05）。

表4 向心等速運動腕關(guān)節(jié)肌力峰力矩和平均功率特征

3 分析與討論

3.1 向心等速運動肩關(guān)節(jié)屈、 伸肌力峰力矩和平均功率特征分析

本研究結(jié)果顯示， 高水平鉛球運動員肩關(guān)節(jié)屈伸肌群峰力矩、相對峰力矩隨測試速度的加快而加大（健將組屈肌除外）， 國際健將組肩關(guān)節(jié)屈肌群峰力矩、相對峰力矩在240°/s時大于健將組（P < 0.05）。 完整投鉛球技術(shù)是由持球、預擺、滑步、最后用力和出手后維持身體平衡5個部分組成，其中絕大部分時間都要求運動員屈肩、屈肘和翻腕將鉛球固定于鎖骨窩處，通過一系列加速動作使鉛球獲得動量， 最后通過肩關(guān)節(jié)快速的屈曲將動量傳遞至肘關(guān)節(jié)， 隨后保持牢固的支撐以增強動量傳遞效果， 此過程對運動員肩關(guān)節(jié)屈肌群肌肉力量提出了較高的要求。 長期的專項技術(shù)及力量訓練使得肩關(guān)節(jié)快速屈曲能力較強； 同時在最大力量無差異的情況下， 優(yōu)秀運動員在高速運動中保持最大力量的能力較強。

屈伸肌力矩比， 國際健將組隨測試速度的加快變化不大， 在0.90左右， 健將組則由60°/s時的1.02降至240°/s時的0.44，下降顯著。 女子鉛球運動員肩關(guān)節(jié)屈伸肌峰力矩比接近1。 國際健將組運動員肩關(guān)節(jié)肌力表現(xiàn)出屈伸主動肌與拮抗肌發(fā)展均衡的特點， 某種程度上減小了潛在的損傷風險， 相比之下健將組應加強快速運動下肩關(guān)節(jié)屈肌群肌肉力量。

國際健將組屈肌平均功率隨測試速度的加快增長顯著，相反健將組屈肌平均功率下降顯著，且240°/s時平均功率顯著性小于國際健將組。 平均功率反映了肌肉做功效率的高低，高的做功效率，能夠使鉛球在較短的時間內(nèi)獲得較大的沖量值， 從而使在有限的加速距離內(nèi)獲得更大的動量，為獲取適宜的出手高度、角度和速度做好鋪墊，為創(chuàng)造優(yōu)異成績提供了可能[1]。 國際健將組優(yōu)秀女子鉛球運動員肩關(guān)節(jié)屈肌群做功效率較高，健將組運動員今后應在保證肌力均衡發(fā)展的同時，加強提高肩關(guān)節(jié)屈肌群做功效率的訓練。

3.2 向心等速運動肘關(guān)節(jié)屈、 伸肌力峰力矩和平均功率特征分析

肘關(guān)節(jié)峰力矩、 相對峰力矩除國際健將組的伸肌隨測試速度的加快而加大外，其余均有所減小，組間無差異， 可見國際健將組肘關(guān)節(jié)快速發(fā)力能力優(yōu)于健將組。 優(yōu)秀鉛球運動員與普通運動員使鉛球獲得加速度的差異之一在于最后用力加速階段上肢環(huán)節(jié)對鉛球快速作用力的大小[2]，這可能是國際健將組選手成績優(yōu)于健將組的原因之一。

在60°/s時，兩組屈伸比值均在1以上，表明在慢速狀態(tài)下肘關(guān)節(jié)屈肌群肌力高于伸肌群。 國際健將組比值較健將組更接近1，提示國際健將組肘關(guān)節(jié)慢速下主動肌與拮抗肌更加平衡。隨速度增大，屈伸肌峰力矩比減小， 表明快速運動下肘關(guān)節(jié)屈肌群肌力下降較伸肌群明顯， 亦表明鉛球運動員肘關(guān)節(jié)伸肌群更能適應快速運動。 有研究發(fā)現(xiàn)：肘關(guān)節(jié)屈伸肌峰力矩比值在1左右，隨測試速度的加快其波動范圍應在15%以內(nèi)，超出15%則存在潛在損傷風險[3]。 鉛球項目技術(shù)結(jié)構(gòu)特征要求運動員通過上肢快速“鞭打”將軀干和下肢通過正弓或側(cè)弓反振的動量依次快速向末梢傳遞， 使得技術(shù)上表現(xiàn)出快速伸肘的技術(shù)特點。 本研究受試者肘關(guān)節(jié)峰力矩屈伸比值隨速度加快而下降的原因， 除了受長期訓練產(chǎn)生的適應性變化影響外， 還與屈肌群快速力量不足有一定關(guān)系，為了避免肘關(guān)節(jié)損傷，應進一步加強肘關(guān)節(jié)快速屈曲能力的訓練。

伸肌平均功率隨速度的加快增長顯著（P < 0.05），國際健將組伸肌平均功率不同速度下均顯著大于健將組（P < 0.05）。 可見肘關(guān)節(jié)快速伸展做功能力的高低對鉛球運動員專項競技能力起重要作用， 應加強該能力的訓練。

3.3 向心等速運動腕關(guān)節(jié)屈、 伸肌力峰力矩和平均功率特征分析

腕關(guān)節(jié)屈肌峰力矩、 相對峰力矩國際健將組和健將組均隨測試速度的加快而減小， 健將組下降更為顯著（P < 0.05），伸肌群相反，但未見顯著差異。鉛球出手前， 軀干和肩帶環(huán)節(jié)動量傳遞和速度依次疊加產(chǎn)生的動量和速度最后依靠腕關(guān)節(jié)快速屈曲、 推撥作用于鉛球上， 因此腕關(guān)節(jié)屈曲能力的強弱決定了作用于鉛球上的力的大小。 優(yōu)秀運動員則表現(xiàn)出在高速中保持快速力量的能力。 腕關(guān)節(jié)伸肌群峰力矩和相對峰力矩則與屈肌群相反，出現(xiàn)逐漸增加的趨勢，但不具有顯著差異性。 鉛球運動員在持球時腕關(guān)節(jié)伸（背屈翻腕）增加持球的穩(wěn)定性同時拉長屈腕肌群， 為最后用力時加大做功距離和增加反應性力量提供良好的條件， 因此其腕關(guān)節(jié)伸肌群能力也應在訓練中予以強化。

屈伸肌峰力矩比，國際健將組大于健將組，兩組在60°/s時分別為1.90和1.78， 并隨速度的加快而減小，240°/s時國際健將組降至1.09， 健將組下降顯著 （P <0.05），降至0.53。 國際健將運動員屈伸肌群發(fā)展較為均衡，健將組應加強投擲臂腕關(guān)節(jié)快速屈曲能力的訓練，使肌力均衡發(fā)展，避免損傷的發(fā)生。

平均功率隨測試速度的加快而加大， 其中國際健將組伸肌增長顯著（P < 0.05）。國際健將組腕關(guān)節(jié)屈伸平均功率均大于健將組， 提示相對較好的腕關(guān)節(jié)屈伸做功能力為優(yōu)秀鉛球選手創(chuàng)造優(yōu)異成績提供了可能。

4 總結(jié)

投擲臂三關(guān)節(jié)肌肉力量特征上， 女子鉛球項目國際健將在肩、肘、腕三關(guān)節(jié)屈伸力矩和功率均大于健將運動員， 證明了強大的投擲臂三關(guān)節(jié)肌力是女子鉛球項目取得優(yōu)異成績的保證。

[1] 孫南. 現(xiàn)代田徑訓練高級教程[M]. 第1版，北京：北京體育大學出版社，2011：293-295.

[2] 國家體育總局. 中國田徑教練員崗位培訓教材[M]. 第2版.北京：人民體育出版社，2009 ：164-166.

[3] 劉麗霞. 肘關(guān)節(jié)屈伸肌群等速肌力的測定與分析[J]. 福建體育科技，2008，27（1）：23-26.