增加投籃距離對提高跳投成功率的影響

魯鵬飛

摘 要：本研究論述分析了增加距離對籃球跳投成績的影響。隨機(jī)選取10名男性籃球運(yùn)動(dòng)員，并對一些運(yùn)動(dòng)動(dòng)作變量進(jìn)行了分析。在跳投過程中，分別從近距離、中距離和遠(yuǎn)距離（分別為2.8米、4.6米和6.4米）三種條件下進(jìn)行條件假設(shè)。得到結(jié)果，投籃精度從59%下降到37%。在實(shí)驗(yàn)單因素固定的基礎(chǔ)上，調(diào)整球出手高度由2.46m降至2.38m-2.33m。出手角也減小近距離投籃78.92°，中距離投籃65.60°。球出手速度從4.39m/s提高到5.75m/s至6.89m/s之間。驗(yàn)證影響跳投精度的主要因素是球的出手高度、角度和速度的變化，這些變化與動(dòng)作性能的適應(yīng)性有關(guān)。通過本研究可以有效提高運(yùn)動(dòng)員在遠(yuǎn)距離投籃的命中率。

關(guān)鍵詞：跳投; 投籃距離; 籃球; 運(yùn)動(dòng)控制; 生物力學(xué)

中圖分類號：G841 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? 文章編號：1006-3315（2019）06-184-002

籃球是一項(xiàng)充滿活力的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員必須在離籃筐較近的距離地方投籃。較遠(yuǎn)的投籃需要更高的精確度，因?yàn)樗教摂M目標(biāo)隨著投籃距離的增加而減小。因此，投籃距離越大，空間精度約束越大，對于運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)要求更加嚴(yán)格。另外，當(dāng)投籃距離增加時(shí)，防守隊(duì)員的動(dòng)作發(fā)生變化，對于運(yùn)動(dòng)員來說需要考慮進(jìn)攻時(shí)的各種不確定因素干擾。當(dāng)投籃距離增加時(shí)，球員必須減小球的出手角，而球則遵循更平坦的飛行路線。出手角度與飛行路線彼此直接影響，并改變籃球落到框里面積的準(zhǔn)確情況。例如當(dāng)球到達(dá)籃筐時(shí)角度接近90度，面積由球和籃下區(qū)域的差異決定。當(dāng)進(jìn)入角減小時(shí)，垂直命中目標(biāo)面積減小，并產(chǎn)生一個(gè)較小的進(jìn)筐面積。因此，遠(yuǎn)距離射門降低了出手角，這是提高精度要求最有效的方法。

遠(yuǎn)距離投籃也需要更大的作用力才能把球推向籃筐。沖量增加被證明明顯降低了投籃準(zhǔn)確性。事實(shí)上，在真正的比賽中，在長距離的投籃中可以看出觀察到命中準(zhǔn)確性較小。因此，增加投籃距離可能會(huì)影響肌肉運(yùn)動(dòng)控制準(zhǔn)確性。隨著距離的增加，已經(jīng)驗(yàn)證了不同的移動(dòng)距離對于投籃出手方式的改變也是多種多樣的，試圖根據(jù)具體的情況考慮到這些限制因素。隨著投籃距離的增加，球出手速度增加。運(yùn)動(dòng)員能夠通過使用更大范圍的手臂關(guān)節(jié)動(dòng)作來提高出手速度。女籃球運(yùn)動(dòng)員在投籃時(shí)肩部角速度更大，肩部和手腕周圍的運(yùn)動(dòng)幅度也更大。通過觀察到肩部屈曲更大，肘關(guān)節(jié)伸展更大，向籃筐的重心位移增加。考慮到了這些變化，當(dāng)投籃距離增加時(shí)出現(xiàn)一些代償動(dòng)作策略。因此，文獻(xiàn)報(bào)道了不同的用于適應(yīng)調(diào)節(jié)命中率的策略，但是，使用的距離操作的效果對運(yùn)動(dòng)控制策略尚不清楚。鑒于籃球跳投的重要性，通過實(shí)驗(yàn)證據(jù)定性的觀察、數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)和分析來研究這種能力。然而只有很少的研究已經(jīng)分析了跳投的性能，當(dāng)距離被實(shí)驗(yàn)操縱，分析相對于投籃距離的增加，有助于理解影響運(yùn)動(dòng)精度的基本機(jī)制和變量。本研究通過分析這些影響因素效應(yīng)對籃球跳投成績的影響。假設(shè)投籃距離的增加會(huì)降低投籃精度，同時(shí)也會(huì)減少球的出手角度、高度和提高球的出手速度。

1.實(shí)驗(yàn)方法與具體操作

方法：選取10名男籃球運(yùn)動(dòng)員自愿參加研究并簽署知情同意書。腿部沒有傷病，這可能會(huì)影響他們的跳投性能。在研究期間進(jìn)行練習(xí)，參加了定期訓(xùn)練（每周3節(jié)）和正常比賽。數(shù)據(jù)采集前的實(shí)驗(yàn)程序，參與者可進(jìn)行10-20分鐘的熱身活動(dòng)。熱身包括一般的和具體的練習(xí)，參與者練習(xí)一些跳投。在熱身之后，再來一次。參加者被指示不要使用籃板，直接通過籃圈命中。然后，允許參與者在數(shù)據(jù)收集之前進(jìn)行額外的拍攝，數(shù)據(jù)收集是在2min之后開始。在三種條件下，用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的表示近距離、中距離和長距離（2.8米、4.8米和6.8米），按順序進(jìn)行了10次跳投，記錄投籃成功率，確定跳投命中率。隨機(jī)選擇三個(gè)成功的試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步分析。這些是時(shí)間正?；?，在每個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下計(jì)算每個(gè)實(shí)驗(yàn)對象的集合平均數(shù)。運(yùn)動(dòng)開始被定義為參與者開始舉起球的瞬間。當(dāng)運(yùn)動(dòng)結(jié)束被定義為10幀（0.1s）后，球出手。球出手角分析了出手瞬間垂直線位移和速度。出手角被定義為球的放置和水平之間的角度。使用0.05s的時(shí)間是為了減少數(shù)字化誤差的影響，球的高度被定義為球出手發(fā)生的高度。

為確定動(dòng)作模式而選擇的跳投參數(shù)包括對踝關(guān)節(jié)、膝蓋、髖關(guān)節(jié)、軀干、肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)及跟隨關(guān)節(jié)周圍多個(gè)變量的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。

所確定的變量：（A）關(guān)節(jié)角位移和速度的時(shí)間序列;（B）最小和最大關(guān)節(jié)角位移;（C）關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍;（D）球頭關(guān)節(jié)角放松;（E）最小和最大關(guān)節(jié)角速度;（F）運(yùn)動(dòng)時(shí)間。垂直速度表示投籃是在跳躍上升階段進(jìn)行的，而負(fù)垂直速度則表示籃球是在上升階段進(jìn)行的，在跳躍下降階段執(zhí)行。數(shù)據(jù)分析采用四階遞推低通巴特沃思濾波器，利用截止頻率為6Hz的濾波器來降低高頻分量。濾波測定是從肘關(guān)節(jié)的角位移中得到的，因?yàn)橹怅P(guān)節(jié)的位移是最快的。在對坐標(biāo)進(jìn)行濾波后，計(jì)算出關(guān)節(jié)的角位移和速度。時(shí)間序列數(shù)據(jù)與移動(dòng)時(shí)間有關(guān)的時(shí)間被規(guī)范化。運(yùn)動(dòng)百分比數(shù)據(jù)數(shù)字化的準(zhǔn)確性是用隨機(jī)選擇的視頻進(jìn)行三次數(shù)字化，并計(jì)算肘的變量。

2.投籃距離的變化對于球變量的影響

與其他條件相比，距離最遠(yuǎn)的投籃精度降低。距離從近到遠(yuǎn)的增加降低了球的出手高度。球出手與中、遠(yuǎn)條件相比，高度由近距離下降。球的出手角也降低了球從中間執(zhí)行時(shí)距離改變。隨著投籃距離的增加，各實(shí)驗(yàn)條件下均出現(xiàn)較高的球速。跳投距離最大時(shí)，速度以較短的時(shí)間進(jìn)行，與其他條件相比，差異有變化性。顯示各實(shí)驗(yàn)距離內(nèi)的投球變量也隨著不斷地改變。接近投籃是用較高的跳高來進(jìn)行的，與從中間射門進(jìn)行的投籃相比是比較高的距離。與遠(yuǎn)離目標(biāo)的投籃相比，靠近籃筐的投籃也使球在跳高最高的瞬間出手。

距離的增加導(dǎo)致了對投籃運(yùn)動(dòng)的更大的空間限制。投籃距離越遠(yuǎn)，虛擬目標(biāo)越小，而精度也就越小。要求從出手點(diǎn)到籃筐的轉(zhuǎn)臺球位移跟著進(jìn)行變化。這種更大的限制要求演示者改變動(dòng)作控制策略。發(fā)球準(zhǔn)確，并產(chǎn)生很大的沖動(dòng)，以推動(dòng)球在出手的瞬間。這些策略在球出手瞬間施加高度、角度和速度的變化。這種策略也與遠(yuǎn)距離投籃的準(zhǔn)確性損失密切相關(guān)。長距離投籃需要產(chǎn)生很大的沖力，把球推到一個(gè)很長的軌道上。小出手高度和推動(dòng)球的巨大出手沖動(dòng)與不太準(zhǔn)確的投籃有關(guān)。此外，這些投籃和下降的跳躍高度還具有肩部屈膝減少的特點(diǎn)。目前的研究也證實(shí)了這種策略的使用，包括過早出手球的瞬間。關(guān)于跳躍高度峰值，并已應(yīng)用于允許使用部分跳躍能量，以優(yōu)化出手球的沖動(dòng)。在籃筐附近進(jìn)行的投籃（最接近的狀態(tài)）給出的接近籃筐時(shí)出手并且完成最大的跳躍高度。因此，離籃筐更近的投籃可以獲得更大的穩(wěn)定性，更小的移動(dòng)球距離，更少的需求產(chǎn)生大量的沖量，在出手瞬間推動(dòng)球。這些因素有助于理解在靠近籃筐的投籃中所發(fā)現(xiàn)的更高的準(zhǔn)確性。較低的球出手高度并沒有引起跳躍重量減少。這證實(shí)了無論投籃距離如何，下肢運(yùn)動(dòng)都是一致同步的。它也表明球員的經(jīng)驗(yàn)水平較低。隨著投籃距離的增加，飛向籃筐的水平速度也增大。事實(shí)上，質(zhì)量中心的垂直速度隨著距離的增加而增加。這些更大的速度與跳躍產(chǎn)生的能量再利用到上肢與優(yōu)化出手球的沖動(dòng)的策略有關(guān)。這種策略是在遠(yuǎn)距離投籃中發(fā)現(xiàn)的，以及在產(chǎn)生力量能力減弱的球員身上或經(jīng)驗(yàn)較少者身上。然而，通過在接近最高速度的時(shí)刻出手，球的優(yōu)化一直與較低的投籃精度有關(guān)，這有助于解釋在遠(yuǎn)距離拍攝中發(fā)現(xiàn)的低精度。