跳馬前手翻上板類運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

宋麗霞

（北京體育大學(xué)，北京 100084）

1 總體評(píng)價(jià)

跳馬完整的技術(shù)動(dòng)作過程由7個(gè)連續(xù)的階段組成，包括助跑、上板、踏跳、第一騰空、推手、第二騰空和落地階段組成。這7個(gè)階段是相輔相成的，每一階段的動(dòng)作質(zhì)量都會(huì)對(duì)后一階段的動(dòng)作質(zhì)量，甚至整個(gè)跳馬動(dòng)作的質(zhì)量有著直接或間接的影響。助跑的目的是為了獲得身體向前的水平速度，助跑的節(jié)奏和水平速度將會(huì)制約上板的水平速度。通過生物力學(xué)能量的轉(zhuǎn)換定律可知，上板的水平速度將影響踏跳時(shí)身體向上的垂直速度，從而影響第一騰空的高度。推手階段要快速有力，從而使第二騰空獲得較大的徑向速度，為各種空中翻轉(zhuǎn)動(dòng)作創(chuàng)造有利條件。本文重點(diǎn)對(duì)上板、踏跳、第一騰空、推手和第二騰空這5個(gè)階段進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)技術(shù)分析。

2 各階段的技術(shù)分析

2.1 上板階段的技術(shù)分析

上板是助跑階段結(jié)束后單腳蹬地至雙腳踏板瞬間的身體騰空過程。此階段主要是使水平動(dòng)能轉(zhuǎn)換為垂直勢能的承接階段，能夠?yàn)楹竺孢B接的各種騰起、翻轉(zhuǎn)動(dòng)作提供動(dòng)力學(xué)和生物學(xué)條件。通過對(duì)20世紀(jì)80年代世界頂級(jí)體操運(yùn)動(dòng)員羅歇完成的高質(zhì)量的跳馬前手翻空翻2周半的動(dòng)作進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)技術(shù)分析，并對(duì)我國當(dāng)時(shí)優(yōu)秀體操運(yùn)動(dòng)員完成的最高質(zhì)量的跳馬動(dòng)作運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析得出，上板技術(shù)的質(zhì)量主要受水平速度和上板制動(dòng)角的影響較大。上板水平速度和制動(dòng)角的增大能夠增加身體的切向速度，增加人體繞支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。分析相關(guān)指標(biāo)得出，制動(dòng)角度的增大能減小水平速度的損失，減輕板對(duì)腳踝和膝關(guān)節(jié)的被動(dòng)沖擊力，減少運(yùn)動(dòng)損傷的發(fā)生。除了水平速度和上板制動(dòng)角2個(gè)影響因素外，保持較大的髖角（一般保持在120°～130°）有利于獲得較大的第一騰空的水平速度。

助跑上板是一個(gè)連貫的技術(shù)動(dòng)作，助跑是選擇腳尖稍內(nèi)扣的姿勢有利于腳掌發(fā)力，自然擺臂重心起伏不能太大以便降低水平速度的損耗。

2.2 踏跳階段的技術(shù)分析

踏跳時(shí)助跑和第一騰空階段的銜接，是指從雙腳踏上踏板的一瞬間到踏板不在對(duì)人體有作用力，分為上板后的制動(dòng)緩沖階段和積極起跳階段。踏跳階段的主要作用是能量的轉(zhuǎn)換，將助跑獲得的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為第一騰空向上的垂直勢能，從而得到繞身體額狀軸翻轉(zhuǎn)和繞身體垂直軸轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?，F(xiàn)在的運(yùn)動(dòng)員主要采用“搓跺”相結(jié)合的踏板方式，“搓跺”相結(jié)合的踏板方式能夠增加踏跳的制動(dòng)角，增大踏板的彈性勢能（踏板彈性勢能的增大能使運(yùn)動(dòng)員獲得更大的垂直速度）。兩腳踏跳的位置應(yīng)在重心投影線的前面，為能量的轉(zhuǎn)化和獲得更大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量創(chuàng)造有利條件。

姚俠文對(duì)我國優(yōu)秀跳馬運(yùn)動(dòng)員陸斌完成的高質(zhì)量跳馬技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行分析得出，根據(jù)力學(xué)原理可知，人體要獲得更大的向前的翻轉(zhuǎn)力矩，踏跳時(shí)的蹬離角度要小。雖然重心的垂直速度會(huì)受到影響，但是重心的水平速度的損失會(huì)小，這就為運(yùn)動(dòng)員完成下面的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作提供了有利條件。在踏跳階段身體的重心應(yīng)快速地向前移動(dòng)，利用快速有力的蹬腿，增大肩、髖、膝、踝等關(guān)節(jié)的角度，以便縮短踏跳的時(shí)間，減少水平速度的損耗。

踏跳階段是整個(gè)跳馬過程中至關(guān)重要的一個(gè)階段，高質(zhì)量的踏跳使助跑階段獲得的動(dòng)能、踏跳階段獲得的彈性勢能能夠完美銜接，為第一騰空階段創(chuàng)造有利的條件。這一階段中是通過人體和器械相互作用來進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，所以除運(yùn)動(dòng)員自身的影響因素外，踏跳階段還受踏板這一器械質(zhì)量的影響。隨著跳馬項(xiàng)目中對(duì)器械的調(diào)整，適合運(yùn)動(dòng)員發(fā)揮其最高運(yùn)動(dòng)能力的技術(shù)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，合理的動(dòng)力學(xué)影響因素也會(huì)改變，踏跳階段的動(dòng)力學(xué)分析也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，不僅要分析運(yùn)動(dòng)員主體對(duì)動(dòng)作質(zhì)量的影響，也要考慮運(yùn)動(dòng)器械對(duì)動(dòng)作質(zhì)量的影響。

2.3 第一騰空階段的技術(shù)分析

第一騰空階段是指從兩腳踏離踏板到兩手掌撐馬瞬間的身體無支撐狀態(tài)。第一騰空階段主要是借助于先前兩腳有力的蹬伸，以及踏跳時(shí)踏板給人體的反作用力使重心升高，為后面積極主動(dòng)的“撐馬”階段做好充分的準(zhǔn)備。

通過觀看比賽視頻和對(duì)專家進(jìn)行訪談得出，“撐馬”時(shí)間越早，第一騰空過程中的垂直速度損耗量就會(huì)越小，越有利于推手和第二騰空。分析指出，第一騰空動(dòng)作要求快速擺腿，踏跳騰空后加速擺腿使其形成的背弓可以縮短身體翻轉(zhuǎn)的半徑，以便增大身體的翻轉(zhuǎn)角速度，進(jìn)而縮短第一騰空的時(shí)間；同時(shí)利用增大的背弓加大軀干的反彈急振的強(qiáng)度，有利于頂開肩角做出強(qiáng)有力的推手，進(jìn)而取得最佳的推手效果。

在跳馬動(dòng)作力學(xué)分析中根據(jù)公式VY=Vy-gt （ t是第一騰空的時(shí)間，Vy是離踏板時(shí)重心的垂直速度，VY是觸馬時(shí)的垂直速度）可以得出，t越小即越早撐馬，則第一騰空獲得的垂直速度損耗就越小，觸馬時(shí)的垂直速度越大越有利于完成推手和第二騰空的動(dòng)作。腳蹬離踏板時(shí)重心的騰起角決定了第一騰空階段的拋物線，在空中時(shí)人體的內(nèi)力不能改變重心的拋物線軌跡，但是人體可以通過肌肉內(nèi)力改變其在空中的姿勢，從而改變?nèi)梭w沿橫軸翻轉(zhuǎn)的速度。根據(jù)力學(xué)原理可知，上肢運(yùn)動(dòng)速度的減小有利于加快下肢的運(yùn)動(dòng)速度，加速下肢的擺動(dòng)獲得更大的翻轉(zhuǎn)速度，使身體能翻轉(zhuǎn)到理想的高度并獲得較完美的“撐馬”的身體姿態(tài)。這就為下面的推手和第二騰空階段的轉(zhuǎn)體創(chuàng)造有利條件。

第一騰空階段的主要任務(wù)就是借助先前雙腳的有利的蹬伸和蹬板的反作用力實(shí)現(xiàn)重心的升高和身體向前的翻轉(zhuǎn)。第一騰空的時(shí)間要短以保證水平速度和垂直速度不會(huì)有太多的耗損，要求快速擺腿從而加快身體的翻轉(zhuǎn)速度。第一騰空階段和推手階段要很好地銜接才能達(dá)到較好的能量間的轉(zhuǎn)換。

2.4 推手階段的技術(shù)分析

推手階段是指在第一騰空階段結(jié)束后雙手支撐跳馬，并利用前3個(gè)階段獲得的能量、跳馬給的反作用力使身體進(jìn)入第二騰空。充分利用推手可以使前幾個(gè)階段獲得的能量充分地進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對(duì)完成高質(zhì)量的第二騰空動(dòng)作起到至關(guān)重要的作用。

按照生物力學(xué)規(guī)律對(duì)該階段技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行分析得出，扶馬時(shí)身體重心的位置較高，這對(duì)推手“扒馬”和第二騰空翻轉(zhuǎn)是十分有利的。扶馬瞬時(shí)重心在第一騰空所獲得的水平速度Vx1，一方面轉(zhuǎn)換為重心繞支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的切向速度，另一方面產(chǎn)生重心趨向支撐點(diǎn)的徑向速度，由于人體是在重心上升階段去扶馬，所以此時(shí)重心在第一騰空所獲得的垂直速度Vy1，不僅可以增大重心繞支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的切向速度，而且還產(chǎn)生離心分速度，這便減小了對(duì)肩、肘關(guān)節(jié)的沖擊力，減輕了肩帶肌肉的負(fù)擔(dān)，有利于做快速頂肩推馬的動(dòng)作。研究指出，運(yùn)動(dòng)員扶馬時(shí)的角度增大，扶馬時(shí)的重心位置就較高，這在獲得更好的推撐效果的同時(shí)也減少了對(duì)肩帶的負(fù)擔(dān)，減少了運(yùn)動(dòng)損傷。扶馬時(shí)身體較高重心位置的支撐姿勢，能減小推撐時(shí)重力的阻力作用，有利于保持較大的初始翻轉(zhuǎn)速度和重心水平速度?？捎猛茡螘r(shí)髓角變化率來衡量推撐效果。

通過以上的分析可知，在跳馬推手階段，由于反映的是水平速度損失的量與身體翻轉(zhuǎn)角速度增加的量的關(guān)系，其相關(guān)程度更高，且相關(guān)具有極大的可靠性。推離時(shí)重心支撐轉(zhuǎn)動(dòng)角速度與下肢和軀干角速度的相關(guān)分析和實(shí)測數(shù)據(jù)也表明重心支撐轉(zhuǎn)動(dòng)角速度與身體翻轉(zhuǎn)角速度的相關(guān)程度很低。由圖1可知，快速有力的推手產(chǎn)生了徑向速度Vr，減小了橫向速度Ve。如果在相同的推手時(shí)間內(nèi)，經(jīng)向的推手力度越大那么重心獲得的經(jīng)向速度的值也就越大，橫向所受到的力值增大。第二騰空的身體初角速度的值將比扶馬緩沖結(jié)束時(shí)的角速度的值有較大的提高，這對(duì)完成前手翻空翻類和帶有轉(zhuǎn)體類的動(dòng)作都是十分有利的。

圖1 跳馬推手圖

2.5 第二騰空階段的技術(shù)分析

從兩手推離馬至兩腳落地瞬間的運(yùn)動(dòng)過程為第二騰空階段， 它是完成動(dòng)作難度和評(píng)定動(dòng)作質(zhì)量的重要階段。第二騰空重心拋物線軌跡先弧形上升，到最高點(diǎn)后弧形下降，第二騰空階段時(shí)間和空間條件都是由前幾個(gè)階段決定的。

跳馬第二騰空決定著跳馬動(dòng)作完成的整體質(zhì)量，是評(píng)判跳馬技術(shù)的主要標(biāo)準(zhǔn)，它是前面各技術(shù)階段完成情況的綜合結(jié)果。高質(zhì)量的第二騰空要求較快的翻轉(zhuǎn)角速度，在推離馬進(jìn)入第二騰空瞬間，重心獲得了支撐轉(zhuǎn)動(dòng)速度。在推離角一定的條件下便獲得騰空的垂直速度和水平速度，要獲得較高的高度就必須有較大的垂直速度，垂直速度的增大必然會(huì)影響水平速度的發(fā)揮。為了不影響水平速度的明顯下降，可以在推馬速度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度及其相互比例確定后適當(dāng)?shù)臏p小推離角。

第二騰空階段的技術(shù)是跳馬項(xiàng)目中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，這個(gè)階段與前面幾個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)系密切。但其關(guān)鍵作用的環(huán)節(jié)還是踏跳和推手階段，此階段身體的上升高度決定了重心的最高點(diǎn)與地面的距離和第二騰空的時(shí)間。第二騰空動(dòng)作技術(shù)完成的質(zhì)量還要受運(yùn)動(dòng)員時(shí)空感覺的敏感程度以及空中身體姿態(tài)控制程度有很大的關(guān)系。

3 結(jié) 語

高質(zhì)量的跳馬技術(shù)要求踏跳階段速度要快，踏跳要有力，重心水平速度較大。第一騰空階段動(dòng)作技術(shù)要求快速擺腿，騰空時(shí)間要短，重心低平向前，使得第一騰空時(shí)垂直水平速度損耗較小有利于推手和第二騰空。推手的一瞬間要快速有力，有利于獲得較大的重心經(jīng)向速度，橫向所受的力加大有利于第二騰空階段增加轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，有利翻滾和轉(zhuǎn)體動(dòng)作的完成。第二騰空技術(shù)是運(yùn)動(dòng)員完成跳馬動(dòng)作的技術(shù)，是評(píng)分的主要標(biāo)準(zhǔn)。高質(zhì)量的第二騰空要求有較大的翻轉(zhuǎn)角速度，所以姿態(tài)控制特別重要，團(tuán)身要緊。