女子籃球運(yùn)動員跳投與后仰跳投動作的運(yùn)動生物力學(xué)比較分析

綦彬彬，張陽光

（牡丹江師范學(xué)院體育科學(xué)學(xué)院，黑龍江 牡丹江 157011）

在籃球比賽攻防轉(zhuǎn)換快速進(jìn)行中，跳投可以直接得分，又可以在運(yùn)球突破中急停跳投，而后仰投籃在中距離對抗中，可以在防守人很近的情況下，給自己留出投籃的空間，無論是跳投還是后仰跳投都是在緊逼防守中不易被蓋帽的一種投籃技術(shù)。鑒于對籃球跳投動作技術(shù)的重要性，近年來許多專家和學(xué)者從多個方向和角度分析和探討了男子籃球跳起投籃動作的特征和本質(zhì)規(guī)律，例：北京體育大學(xué)曾對清華、北大、人大、交大各隊(duì)的主力組成的北京男籃12名隊(duì)員進(jìn)行測試，運(yùn)用人體運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)原理分析跳投步伐和最佳出手角度的特征；在CUBA男子籃球比賽和訓(xùn)練中，將跳投和后仰跳投動作運(yùn)用的很好。而女子運(yùn)動員在跳投中大量存在“顛跳”，“顛跳”雖然有出手快的特點(diǎn)，可投籃在有防守人的情況下，不能給自己留出足夠的空間，這樣在進(jìn)攻中很容易被“帽掉”，而對于非專業(yè)球員來講，完全靠手臂的力量，投籃動作容易走形，影響命中率?；趯ε舆\(yùn)動員在籃球教學(xué)和比賽中對跳投和后仰跳投動作的運(yùn)用，運(yùn)用運(yùn)動生物力學(xué)的技術(shù)對受試者進(jìn)行起跳的發(fā)力測試，以此來分析2種力如何運(yùn)用，為今后的籃球教學(xué)提供更加科學(xué)的思路和參考。

1 測試對象與方法

1.1 測試對象 測試對象：成XX；女；年齡21歲；身高175cm；體重62kg；二級運(yùn)動員，CUBA外線球員，將拍攝的該運(yùn)動員原地跳投動作技術(shù)作為研究。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法 查閱8篇籃球跳投和后仰跳投技術(shù)動作、運(yùn)動生物力學(xué)等相關(guān)的期刊和書籍，以此來了解相關(guān)的動力學(xué)技術(shù)資料，為本文動作分析、測量方法提供參考。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)法

1.2.2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及過程 在牡丹江師范學(xué)院籃球館用2臺高速攝像機(jī)按照三維攝像測量的要求對研究對象進(jìn)行現(xiàn)場拍攝。三角架2個，三維標(biāo)定框架1個，用2臺攝像機(jī)放置與所拍攝運(yùn)動員活動場地的右前、右后2個方向，同步拍攝研究對象跳投和后仰跳投動作，2臺攝像機(jī)主光軸的夾角大約為120度，拍攝頻率為50Hz，快門速度為1/100，對運(yùn)動員原地跳起投籃進(jìn)行定點(diǎn)拍攝，在拍攝前提前開機(jī)，拍攝結(jié)束后停機(jī)，完整地記錄了跳投垂直起跳投籃動作和后仰起跳投籃動作的全過程，選擇最好的一次動作，用艾利爾分析系統(tǒng)對運(yùn)動員動作技術(shù)進(jìn)行分析，分階段分析跳起投籃各階段的動作技術(shù)，按照關(guān)節(jié)點(diǎn)的角度和附加點(diǎn)的方式進(jìn)行圖像采集、標(biāo)點(diǎn)，用三維標(biāo)準(zhǔn)DLT測量法獲得數(shù)據(jù)，圖像經(jīng)數(shù)字處理后，采用數(shù)字濾波法對數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，截斷頻率設(shè)為8。

1.2.2.2 動作階段的分析 跳投:雙手持球（以右手為例），非投籃手置于球的側(cè)方，投籃手置于球的后部，雙腳平行（右側(cè)略高于左腳），雙膝微屈，雙腳前腳掌蹬地向上彈跳，跳起至最高點(diǎn)時前臂前伸，手腕向前撥指將球投出，落回原地完成整個跳投動作（圖1）。

圖1-1

圖1-2

圖1-3

后仰跳投:雙手持球（以右手為例），非投籃手置于球的側(cè)方，投籃手置于球的后部，雙腳平行膝蓋微屈，雙腳前腳掌蹬地起跳時向后仰，投籃出手的時機(jī)和角度需要根據(jù)防守情況而定。fade是隱藏，away是消失，組合起來就是后仰跳投對于防守者來說，由于做動作者身體后傾，感覺就像從眼前消失一樣。

1.2.4 數(shù)理統(tǒng)計法 所得數(shù)據(jù)在計算機(jī)上采用Microsoft Excel2003對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

運(yùn)用三維運(yùn)動學(xué)測量方法，使用1臺QUINTIC高清攝像機(jī)以50幀/s的拍攝頻率和測力臺同時進(jìn)行，采集三維運(yùn)動影像資料，并用美國艾利爾分析系統(tǒng)（APAS）對2臺攝像機(jī)拍攝的跳投和后仰跳投動作進(jìn)行三維同步數(shù)字化分解，得出數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。

2.1 蹬地時跳投與后仰跳投動作分析與對比

表1 蹬地時踝、膝、髖關(guān)節(jié)線性原始位置分析 單位：cm

表2 蹬地時踝、膝、髖關(guān)節(jié)線性位移分析 單位：cm

表3 蹬地時踝、膝、髖關(guān)節(jié)線性速度分析 單位：cm/s

表4 蹬地時踝、膝、髖關(guān)節(jié)環(huán)節(jié)角度原始位置垂直軸分析單位：度

根據(jù)表1、表2中踝、膝、髖關(guān)節(jié)線性原始位置、線性位移數(shù)據(jù)分析，在跳投蹬地階段踝、膝關(guān)節(jié)受力，傳導(dǎo)給髖關(guān)節(jié)，在起跳和投籃階段會達(dá)到一個很大力量的數(shù)值。而后仰跳投蹬地的力量不充分，膝關(guān)節(jié)比踝關(guān)節(jié)受力大，傳導(dǎo)給髖關(guān)節(jié)時力量很少。在表3線性速度分析中，跳投線性速度發(fā)力中，踝、膝關(guān)節(jié)受力短時間內(nèi)快速傳導(dǎo)給髖關(guān)節(jié)，蹬地的反作用力能與自身重力成為合力；而后仰跳投踝和膝關(guān)節(jié)受力比跳投蹬地階段受力大，傳導(dǎo)給髖關(guān)節(jié)時力量很少，尤其是在投籃階段沒有腰腹力量做支撐的話，投籃的力量也會下降。在踝、膝、髖關(guān)節(jié)環(huán)節(jié)角度原始位置矢狀軸跳投與后仰跳投的動作對應(yīng)數(shù)據(jù)是一樣的，但在垂直軸當(dāng)中踝、膝關(guān)節(jié)蹬地和起跳發(fā)力是一樣的，而髖關(guān)節(jié)沒有發(fā)力（表4）。環(huán)節(jié)、關(guān)節(jié)角度速度和原始位置的矢狀軸、垂直軸的數(shù)據(jù)分析均為0，也就是這個時期無論是跳投、后仰跳投，踝、膝、髖關(guān)節(jié)都沒有做功。

2.2 對跳投蹬地垂直的力和向后的力分析

圖2

在測技術(shù)動作的同時測試受試者垂直起跳和向后起跳的力，以受測試者62kg的體重為例，垂直起跳時蹬地和落地的力約為1700～1800N之間，兩空隙之間為空中停留的時間，從受測試者蹬地跳起投籃的動作來看，垂直起跳上升的力和下降的力是一樣的，投籃的力量來源于腳下，傳導(dǎo)于腰腹，發(fā)力于手臂，因此垂直起跳，能很好地把力量集中。而向后起跳蹬地的力約為1600N，而落地的力約為2000N，兩空隙之間為空中停留的時間，從受測試者蹬地跳起投籃的力來看，向后起跳蹬地不夠充分，力量沒有緩沖出來，雖然跳起投籃，但落地的力大于蹬地的力，力量沒有集中應(yīng)用于手臂，而是把力量分解了。

2.2.1 投籃時跳投與后仰跳投動作分析與對比

表5 投籃時肩、肘、腕關(guān)節(jié)線性原始位置分析 單位：cm

表6 投籃時肩、肘、腕關(guān)節(jié)線性位移分析 單位：cm

表7 投籃時肩、肘、腕關(guān)節(jié)線性速度分析 單位：cm/s

表8 投籃時上臂、前臂環(huán)節(jié)角度位移矢狀軸分析 單位：度

根據(jù)表5、表6的線性原始位置和位移數(shù)據(jù)分析：在做跳投動作時，手腕的力量大于肘關(guān)節(jié)，其次是肩關(guān)節(jié)，跳投時手腕撥球的力使球飛行角度和高度適中。而后仰投籃動作手腕的力量和肘關(guān)節(jié)差不多，肩關(guān)節(jié)的力比手腕的力大，在后仰投籃的同時出手角度也增大，球的飛行弧線也相對增高。從表7的線性速度數(shù)據(jù)分析上看，在蹬地和起跳階段，肩、肘、腕的力是均衡的，投籃時手腕的速度力量是增大的，而后仰跳投在蹬地和起跳階段手腕的力量是很大的，在投籃時腕、肘關(guān)節(jié)的力是均衡的，而肩膀發(fā)力更少。從表8對環(huán)節(jié)角度上臂、前臂矢狀軸位移的分析，跳投動作上臂和前臂發(fā)力是充分的，而后仰投籃動作上臂和前臂發(fā)力沒有跳投發(fā)力大。在上臂關(guān)節(jié)角度、前臂速度以及位移的矢狀軸和垂直軸上均沒有做功。

3 結(jié) 論

通過對測試者在跳投動作和后仰跳投技術(shù)的運(yùn)動生物力學(xué)分析得出以下結(jié)論：

1）運(yùn)動學(xué)分析得出：在做跳投動作時手腕的力量大于肘關(guān)節(jié)，其次是肩關(guān)節(jié)，撥球的飛行高度和角度適中；而后仰投籃動作只有腕關(guān)節(jié)在充分發(fā)力，肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的力不均衡，這樣導(dǎo)致球在飛行中只有高度而沒有遠(yuǎn)度。

2）動力學(xué)分析得出：垂直起跳的力上升和下降幾乎是一樣的，跳投垂直起跳能很好地把力量集中，后仰起跳蹬地不夠充分，力量沒有集中應(yīng)用于手臂，也就是落地的力大于蹬地的力，雖然跳起投籃，但把腳下蹬地的力分解了。

3）增強(qiáng)手臂力量的訓(xùn)練，在后仰起跳力量被分散的情況下，仍然可以完成投籃動作。

4）女子運(yùn)動員腿部和腰腹力量不足也是導(dǎo)致起跳的主要原因，在訓(xùn)練中加強(qiáng)腰腹、腿部力量的訓(xùn)練可以完善跳投、后仰跳投的技術(shù)動作。