排球扣球技術(shù)的生物力學(xué)分析 ①

排球扣球技術(shù)的生物力學(xué)分析①

徐濟(jì)坤

(河南大學(xué) 河南開封 475000)

摘 要:扣球是排球的基本技術(shù)之一,是進(jìn)攻中最有效的得分手段,但很多運(yùn)動(dòng)員和教練員只是會(huì)動(dòng)作卻并不清楚其力學(xué)原理。該文通過(guò)文獻(xiàn)資料法、邏輯分析法,運(yùn)用生物力學(xué)的原理和分析方法,對(duì)排球運(yùn)動(dòng)中的扣球技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行了科學(xué)系統(tǒng)的分析和闡釋,并特別針對(duì)準(zhǔn)備姿勢(shì)、助跑、起跳、空中擊球和落地等動(dòng)作進(jìn)行了研究。旨在規(guī)范排球的扣球技術(shù)動(dòng)作,使運(yùn)動(dòng)員可以熟練掌握多種正確的扣球技術(shù),提高扣球的質(zhì)量和效果,達(dá)到訓(xùn)練或比賽目的,也使教練員以科學(xué)的方法進(jìn)行扣球的教授。

關(guān)鍵詞:排球 扣球 生物力學(xué) 分析

作者簡(jiǎn)介:①徐濟(jì)坤(1989—),男,漢,河南駐馬店人,研究生在讀,研究方向:社會(huì)體育。

中圖分類號(hào):G842

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):2095-2813(2015)08(c)-0020-02

DOI:10.16655/j.cnki.2095-2813.2015.24.020

排球在全世界的迅猛發(fā)展是毋庸置疑的,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展排球的扣球技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新和提高。排球扣球技術(shù)在比賽中占據(jù)重要地位,是進(jìn)攻中最有效的得分手段,也是得發(fā)球的主要手段?？矍蚣夹g(shù)較復(fù)雜且不易掌握,它要求運(yùn)動(dòng)員有良好的身體條件和完整合理的技術(shù)結(jié)構(gòu)。扣球的完整技術(shù)動(dòng)作包括:準(zhǔn)備姿勢(shì)、助跑、起跳、空中擊球和落地5個(gè)相互銜接的部分。其中空中擊球是扣球技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)它直接影響扣球的質(zhì)量和效果。因此,該文試運(yùn)用物理學(xué)知識(shí),從動(dòng)力學(xué)角度,對(duì)扣球各環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析,探求最合理的擊球動(dòng)作和用力順序,使運(yùn)動(dòng)員能夠科學(xué)掌握技術(shù)動(dòng)作,在實(shí)際的比賽中做出更好的應(yīng)對(duì),也為排球扣球技術(shù)的發(fā)展提供有意義的參考。

1　準(zhǔn)備姿勢(shì)

兩腳自然開立,一腳在前,另一腳在后,兩膝稍屈,采用稍蹲姿勢(shì),上體自然前傾,兩臂稍屈自然下垂置于體側(cè),身體轉(zhuǎn)向來(lái)球方向,觀察來(lái)球,做好向各個(gè)方向助跑起跳的準(zhǔn)備。

2　助跑

2.1助跑的技術(shù)要求和步數(shù)

排球的助跑能夠直接影響起跳的高度,進(jìn)而會(huì)影響扣球的力度。助跑作為扣球的基礎(chǔ)準(zhǔn)備動(dòng)作,在比賽的復(fù)雜形勢(shì)下,需要通過(guò)預(yù)判來(lái)調(diào)整其速度和步數(shù)以便更符合實(shí)際情況。理論上來(lái)講,排球助跑較好的助跑步數(shù)是三步,它最能發(fā)揮起跳高度。

三步助跑技術(shù)的要求:第一步小,接觸面小易移動(dòng),靈活度,有助于觀察來(lái)球;第二步大,增加支撐面,微降重心增大穩(wěn)定性,產(chǎn)生制動(dòng),根據(jù)動(dòng)量傳遞理論,把動(dòng)量轉(zhuǎn)化為向上的垂直速度和適宜的向前水平速度,為起跳積聚足夠的動(dòng)能;第三步起跳,根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理,身體后傾使重心后落于兩腳,便于增加向上的垂直速度,從而增加起跳的高度。

2.2助跑的力學(xué)原理分析

由牛頓第三定理可知,排球扣球助跑踏跳時(shí),如果地面給人體的力超過(guò)了人自身重力,人體就會(huì)獲得向上的加速度。據(jù)相關(guān)資料表明,發(fā)現(xiàn)許多運(yùn)動(dòng)員在扣球起跳中有并步著地足尖內(nèi)扣的特征,分析得知,這樣的做法不僅可以減輕水平方向上身體向前的慣性,取得良好制動(dòng),也可方便觀察來(lái)球的情況做出應(yīng)對(duì)。

運(yùn)動(dòng)員通過(guò)快速助跑,有效制動(dòng)以及強(qiáng)有力的踏跳,都能使其達(dá)到起跳的最理想高度,排球的助跑目的就是為了能跳的高,因此助跑的速度不宜過(guò)快,要與三級(jí)跳遠(yuǎn)相對(duì)比理解。大量研究證明三步助跑時(shí)跑速才能發(fā)揮出最佳速度4 m/s,但當(dāng)助跑步數(shù)再增加時(shí),情況就不太穩(wěn)定。

2.3助跑的速度與后傾角的關(guān)系

后傾角指助跑踏跳瞬間身體與地面垂線之間的角度,即踏跳瞬間腳觸地點(diǎn)和該時(shí)身體重心連線與地面垂線間的夾角。從動(dòng)力學(xué)角度分析,人身體在起跳瞬間重心應(yīng)落后于觸地腳,且盡量使其在起跳腳上方,這樣地面的反作用才能使身體向上方跳起。助跑速度、踏跳時(shí)重心高度及起跳的發(fā)力和時(shí)長(zhǎng)對(duì)后傾角度都有一定影響。有研究證明,助跑速度越快所需的后傾角度也就越大,恰當(dāng)?shù)闹匦奈恢?短促有力的起跳能使身體保持合適的后傾角,使下一步的扣球達(dá)到良好效果。

3　起跳

助跑的最后一步稱為起跳步,它既是助跑的結(jié)束步法又是起跳的準(zhǔn)備動(dòng)作,分為并步起跳和跨步起跳。起跳的高度對(duì)扣球力度產(chǎn)生很大影響,但是每個(gè)人的彈跳能力有所不同,起跳的高度就會(huì)不同。傳統(tǒng)訓(xùn)練中缺乏動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)做指導(dǎo),很難科學(xué)地對(duì)起跳進(jìn)行訓(xùn)練,但是隨著科學(xué)的發(fā)展,我們可以對(duì)起跳過(guò)程中的肌肉和骨骼做測(cè)定及其相關(guān)分析,最終做到因人而異科學(xué)合理地制定訓(xùn)練計(jì)劃。我們可以利用三維立體攝影技術(shù)對(duì)起跳的動(dòng)作進(jìn)行分析,得出最佳起跳動(dòng)作,并據(jù)此分析。

3.1起跳的角度及發(fā)力

查閱國(guó)內(nèi)相關(guān)資料研究表明:在起跳時(shí),身體各部位最佳的起跳角度,踝關(guān)節(jié)角度為80°～90°,右膝角度100°～119°,左膝角度為135°～159°,髖關(guān)節(jié)彎曲為90°,此時(shí)肌肉最能發(fā)揮最大能力,這些指單側(cè)力量。

起跳時(shí)的緩沖時(shí)間長(zhǎng)短、膝關(guān)節(jié)的彎曲角度、蹬離地面的向上的瞬時(shí)速度,都能夠影響到起跳的效果,根據(jù)運(yùn)動(dòng)生物動(dòng)力理論得知,用較短的緩沖時(shí)間來(lái)減少水平速度及動(dòng)量的損失,以合適的膝關(guān)節(jié)起跳角度,增加蹬離的力度都可提高起跳高度。運(yùn)動(dòng)員在蹬伸過(guò)程中,下肢要主動(dòng)產(chǎn)生繞身縱軸的力矩,能獲得起跳時(shí)繞縱軸的角速度。因此,起跳時(shí)繞縱軸的角速度不能忽視。

3.2起跳效果的重要指標(biāo)

重心騰起角和重心騰起水平速度的大小是衡量扣球技術(shù)起跳效果的重要指標(biāo)。當(dāng)重心騰起角度一定時(shí),重心水平速度的大小將決定跳躍的遠(yuǎn)度。研究發(fā)現(xiàn),加快起跳時(shí)髖、膝關(guān)節(jié)伸展速度,適當(dāng)控制髖關(guān)節(jié)的伸展幅度,可以有效地提高扣球起跳跳離地面時(shí)的重心水平騰起速度。

4　空中揮臂擊球

揮臂是整個(gè)扣球動(dòng)作的核心,揮臂的力量、角度、幅度的不同都會(huì)影響到球的方向和速度。最終的目的是要擊敗對(duì)手得分得發(fā)球。揮臂的正確發(fā)力和控制是關(guān)鍵。

4. 1揮臂的技術(shù)動(dòng)作發(fā)力順序

當(dāng)起跳身體騰空后,左臂擺至身體前方,協(xié)助保持上體的空中

平穩(wěn),擊球手臂應(yīng)屈肘置于頭側(cè),肘高于肩,身體呈反弓,以肩為軸,邊揮臂邊伸肘,并用全掌擊球。揮臂時(shí),以迅速轉(zhuǎn)體、收腹動(dòng)作發(fā)力,依次帶動(dòng)肩、肘、腕各部位關(guān)節(jié)向前上方成鞭甩動(dòng)作揮動(dòng)。

4.2揮臂的生物力學(xué)分析

排球的擊球動(dòng)作特點(diǎn)是完成時(shí)間短,沖力較大,屬于肌肉的一次性最大爆發(fā)力收縮形式。這一動(dòng)作的完成需要一定的初速度,根據(jù)動(dòng)量學(xué)原理,縮小旋轉(zhuǎn)半徑和提高轉(zhuǎn)動(dòng)角速度才能夠提高初速度,這就要求在擊球時(shí)需要屈臂擺動(dòng)來(lái)縮小轉(zhuǎn)動(dòng)半徑加大角度,研究證明,引臂角度在75°～90°時(shí),能發(fā)揮肌力最大值。

4.3用動(dòng)量矩守恒定律進(jìn)行分析

根據(jù)動(dòng)量矩定理推論,當(dāng)和外力矩為零時(shí),其動(dòng)量矩保持不變,人在空中起跳擊球時(shí)處于騰空無(wú)支撐狀態(tài),滿足動(dòng)量矩守恒的條件。動(dòng)量矩是矢量,其方向?yàn)榻撬俣确较?。無(wú)論人體空中動(dòng)作多么復(fù)雜,其總動(dòng)量完全由騰空瞬間的初始條件所決定。

扣球時(shí),由腰、腹發(fā)力,下肢主動(dòng)用力,在充分伸直加大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的同時(shí),沿人體橫軸產(chǎn)生一個(gè)向前的動(dòng)量矩,根據(jù)動(dòng)量矩守恒定律,人體上體也要產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng),以加大揮臂距離,通過(guò)全身的協(xié)調(diào)用力集中于手上,這樣有利于加大擊球的力量。

5　落地

整個(gè)扣球完成最后一步的落地技術(shù)也很關(guān)鍵,成功的落地技術(shù)可以使運(yùn)動(dòng)員得以很好地自我保護(hù)。在擊球時(shí)運(yùn)動(dòng)員在空中手臂肩部較高,扣球結(jié)束后人體會(huì)在沒(méi)有外力的作用下自然下落,落地的不穩(wěn)定性使兩腳受力不均,單腳受力過(guò)重往往會(huì)造成腳踝或膝關(guān)節(jié)的損傷。只有盡量控制雙腳同時(shí)落地,且在落地時(shí)注意屈膝收腹,才能緩沖下落的力量,得到很好的過(guò)渡,也方便運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行下一個(gè)動(dòng)作的快速轉(zhuǎn)變。

6　結(jié)語(yǔ)

排球扣球的各個(gè)環(huán)節(jié)緊緊相扣,助跑以三步為佳,起跳以短時(shí)為宜,也不能太短,需要充分發(fā)力起跳,揮臂時(shí)遵循發(fā)力順序和技術(shù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性,擊球時(shí)注意手型和觸球點(diǎn),最后屈膝收腹安全落地。整個(gè)過(guò)程一氣呵成,要隨瞬時(shí)條件而隨機(jī)應(yīng)變,掌握每個(gè)動(dòng)作的力學(xué)原理,靈活運(yùn)用,以期發(fā)揮更好的水平。在動(dòng)作過(guò)程中應(yīng)盡力避免錯(cuò)誤和變形,防止受傷的發(fā)生。

隨著各國(guó)排球局勢(shì)的良性發(fā)展,我國(guó)排球也應(yīng)充分重視,基于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的理論,利用科學(xué)技術(shù)來(lái)推進(jìn)排球的發(fā)展。例如三維測(cè)力臺(tái)、壓力傳感器、三維攝影、影片分析等,將這些分析技術(shù)針對(duì)性的應(yīng)用到排球扣球中,可以更科學(xué)有效地研究和分析技術(shù)動(dòng)作,能夠給運(yùn)動(dòng)員和教練員提供更有理論基礎(chǔ)的科學(xué)有效的訓(xùn)練,這也終將推進(jìn)排球扣球技術(shù)及其他技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

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