男子鉛球運(yùn)動(dòng)員最后用力階段技術(shù)特征的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

（廣州體育學(xué)院研究生院 廣東 廣州 510500）

1、前言

鉛球是田徑運(yùn)動(dòng)投擲項(xiàng)目之一，是一個(gè)以力量為基礎(chǔ)、以速度為核心的速度力量性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。國內(nèi)外大部分高水平運(yùn)動(dòng)員及我國基層教學(xué)訓(xùn)練普遍采用背向滑步推鉛球技術(shù)。背向滑步推鉛球技術(shù)可以分為5個(gè)部分：握球持球、滑步、轉(zhuǎn)換、最后用力和維持身體平衡?，F(xiàn)代推鉛球技術(shù)更加注重完整技術(shù)各動(dòng)作之間的協(xié)調(diào)配合，追求技術(shù)的合理節(jié)奏，以確保獲得較快的出手速度，但是最后用力階段仍然是教練員重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的技術(shù)環(huán)節(jié)。

最后用力階段是從左腳落地到鉛球出手的過程，是推鉛球技術(shù)中的最重要的環(huán)節(jié)，對(duì)鉛球的運(yùn)動(dòng)成績(jī)具有十分重要的作用。最后用力階段的主要任務(wù)是使鉛球獲得適宜的出手速度、出手高度、出手角度。當(dāng)前的研究已證實(shí)鉛球出手速度約有80%將在最后用力階段獲得。從期刊文獻(xiàn)資料總體來看，對(duì)推鉛球最后用力階段技術(shù)分析的理論研究較多，但大都強(qiáng)調(diào)技術(shù)動(dòng)作，而將技術(shù)動(dòng)作與推鉛球運(yùn)動(dòng)成績(jī)結(jié)果分析較少。因此，本研究選取廣州體育學(xué)院3名男子二級(jí)鉛球運(yùn)動(dòng)員為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，通過三維動(dòng)作捕捉系統(tǒng)所采集的指標(biāo)及運(yùn)動(dòng)學(xué)原理對(duì)推鉛球最后用力階段進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。本文從背向滑步推鉛球的特征、最后用力階段的重心變化、出手速度、出手角度及出手高度這幾個(gè)方面對(duì)最后用力階段技術(shù)特征進(jìn)行系統(tǒng)分析，從而改進(jìn)與完善運(yùn)動(dòng)員的最后用力技術(shù),為鉛球技術(shù)訓(xùn)練和教學(xué)提供理論基礎(chǔ)。

2、研究方法

2.1、文獻(xiàn)資料法

通過廣州體育學(xué)院圖書館查閱大量與投擲運(yùn)動(dòng)、背向滑步推鉛球技術(shù)以及背向滑步推鉛球技術(shù)最后用力階段的相關(guān)書籍，并及時(shí)整理總結(jié)，通過中國知網(wǎng)下載相關(guān)資料，為整個(gè)研究設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2、訪談法

根據(jù)研究的需要，對(duì)廣州體育學(xué)院男子鉛球運(yùn)動(dòng)員、教練員，以及廣州體育學(xué)院從事投擲項(xiàng)目的教師進(jìn)行相關(guān)問題的詢問，搜集整理相關(guān)材料，為本文的研究奠定基礎(chǔ)。

2.3、實(shí)驗(yàn)法

（1）研究對(duì)象。

本研究的實(shí)驗(yàn)對(duì)象為廣州體育學(xué)院3名男子鉛球二級(jí)運(yùn)動(dòng)員，3人均采用右手投擲（以下均用1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)運(yùn)動(dòng)員表示）。

（2）測(cè)試方法。

本研究采用Nokov-Mars 2H三維動(dòng)作捕捉系統(tǒng)進(jìn)行采集，采集頻率為340HZ。所有研究對(duì)象均穿著黑色的緊身服，并在身體各關(guān)節(jié)處根據(jù)Helen Hayes Marker Set Placement標(biāo)記法結(jié)合研究的需要貼上反光點(diǎn)建立人體運(yùn)動(dòng)模型后在有效捕捉范圍內(nèi)演示背向滑步推鉛球動(dòng)作。測(cè)試前，向運(yùn)動(dòng)員對(duì)測(cè)試要求進(jìn)行說明。對(duì)每名運(yùn)動(dòng)員背向滑步推鉛球動(dòng)作各拍攝3次，選取成績(jī)最好的一次進(jìn)行最后用力階段技術(shù)分析。

2.4、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

對(duì)3名運(yùn)動(dòng)員的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel2016和IBM SPSS Statistics 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。

2.5、邏輯分析法

結(jié)合運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)與背向滑步推鉛球的技術(shù)原理，針對(duì)最后用力階段進(jìn)行探討，得出相應(yīng)結(jié)論。

3、結(jié)果

3.1、運(yùn)動(dòng)員推鉛球成績(jī)

鉛球是田徑運(yùn)動(dòng)中投擲項(xiàng)目之一，是以距離來計(jì)算成績(jī)決定名次的。在本研究中，測(cè)量3名運(yùn)動(dòng)員推鉛球成績(jī)?nèi)缦拢?號(hào)運(yùn)動(dòng)員推鉛球成績(jī)?yōu)?3.13m；2號(hào)運(yùn)動(dòng)員成績(jī)?yōu)?2.95m；3號(hào)運(yùn)動(dòng)員成績(jī)?yōu)?2.68m。根據(jù)《運(yùn)動(dòng)員等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》，國家男子鉛球（7.26kg）技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)成績(jī)二級(jí)運(yùn)動(dòng)員為12.50m，一級(jí)運(yùn)動(dòng)員為16.05m。本研究中3名運(yùn)動(dòng)員均達(dá)到二級(jí)水平，但與一級(jí)水平還存在一定的差距。3名運(yùn)動(dòng)員中1號(hào)運(yùn)動(dòng)員鉛球運(yùn)動(dòng)成績(jī)最好，比國家二級(jí)運(yùn)動(dòng)員標(biāo)準(zhǔn)成績(jī)高1.08m，但距一級(jí)運(yùn)動(dòng)員標(biāo)準(zhǔn)成績(jī)還差2.92m；其次為2號(hào)，比二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)成績(jī)高0.45m，與1號(hào)成績(jī)相差0.18m；3號(hào)在3名運(yùn)動(dòng)員中成績(jī)最差，與另外兩名運(yùn)動(dòng)員相比，3號(hào)鉛球成績(jī)與2號(hào)相差0.27m，與1號(hào)相差為0.45m，但其仍比二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)成績(jī)高0.18m。三名運(yùn)動(dòng)員鉛球成績(jī)既有相同性又存在差異性。

3.2、最后用力階段運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)試結(jié)果

運(yùn)動(dòng)學(xué)是以研究人體運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的產(chǎn)生和發(fā)展規(guī)律的一門新學(xué)科。主要任務(wù)是通過研究揭示人體運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的發(fā)展規(guī)律，提高人體的運(yùn)動(dòng)活動(dòng)能力，掌握并發(fā)展新技術(shù)。主要通過研究人體運(yùn)動(dòng)動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)行為（包括人體運(yùn)動(dòng)的軌跡、速度和加速度）反映人體或器械在空間的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律性。在背向滑步推鉛球技術(shù)中，人體運(yùn)動(dòng)軌跡及速度的變化是影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)的重要因素，因此為了對(duì)推鉛球的最后用力階段進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，本文運(yùn)用三維動(dòng)作捕捉系統(tǒng)采集的指標(biāo)及運(yùn)動(dòng)學(xué)原理對(duì)推鉛球最后用力階段進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。

（1）重心變化。

重心即物體各部分所受的重力產(chǎn)生合力，這個(gè)合力的作用點(diǎn)叫做這個(gè)物體的重心。在整個(gè)背向滑步推鉛球的過程中，身體重心起到至關(guān)重要的作用，身體重心的變化在一定程度上可以起到加速的作用，若身體不能協(xié)調(diào)發(fā)力則鉛球運(yùn)動(dòng)成績(jī)必然受到影響。在最后用力階段，通過右側(cè)的蹬轉(zhuǎn)使得重心的改變，并使力從踝關(guān)節(jié)傳遞到手指作用于鉛球。

總體來說，3名運(yùn)動(dòng)員在最后用力階段在Z軸的重心速度均呈先增大后減小的趨勢(shì)。比較3名運(yùn)動(dòng)員最后用力階段重心速度曲最大值，2號(hào)運(yùn)動(dòng)員重心速度最大值在三人中最大為1645.63 mm/s，其次為3號(hào)最大值為1618.47mm/s，兩人僅相差27.16mm/s，差距較??；1號(hào)重心最大值最小僅為1431.94mm/s，與2號(hào)相差214.24mm/s，與3號(hào)相差186.53mm/s。縱觀三名運(yùn)動(dòng)員重心變化可知，其中1號(hào)和2號(hào)二人身體重心速度在逐漸升高的過程中，出現(xiàn)一個(gè)向下的拐點(diǎn)，而3號(hào)的重心速度持續(xù)增加。研究表明，這一階段身速度變化最大為體重心速度的下降不僅有利于鉛球的最后出手，還有利于左腳迅速落地，成好的左側(cè)支撐。

（2）出手速度、角度、高度。

決定鉛球運(yùn)動(dòng)成績(jī)的主要因素是出手高度、出手角度和出手速度。結(jié)合運(yùn)動(dòng)員身高情況，3號(hào)身高178cm出手高度2.01m，1號(hào)身高179cm，出手高度2.02m,兩名身高差不多的運(yùn)動(dòng)員，出手高度也相差無幾，這是因?yàn)槌鍪指叨葘?duì)每名運(yùn)動(dòng)員都具有相對(duì)穩(wěn)定性，出手高度與運(yùn)動(dòng)員的身高和臂長(zhǎng)及專項(xiàng)水平有關(guān)。3名運(yùn)動(dòng)員出手速度的最大值為10.32m/s，最小值為8.44m/s，二者相差1.88m/s。結(jié)合3名運(yùn)動(dòng)員的鉛球運(yùn)動(dòng)成績(jī)，3號(hào)與1號(hào)兩名運(yùn)動(dòng)員成績(jī)差距較大，二人出手速度差異也較為顯著，出手速度與鉛球運(yùn)動(dòng)成績(jī)呈正相關(guān)。在本研究中，3名運(yùn)動(dòng)員的出手角度分別為39.07°、38.87°、45.95°，兩名成績(jī)較好的運(yùn)動(dòng)員出手角度差值較小且其出手速度較快。研究表明世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的出手角度一般在34°-38°之間，我國第十二屆全運(yùn)會(huì)男子鉛球前8名運(yùn)動(dòng)員出手角度的平均值為35.46°，且8名運(yùn)動(dòng)員的出手角度均在這一范圍。出手速度對(duì)出手角度有一定的影響，鉛球的出手角度是由鉛球出手瞬間的水平和垂直速度而決定的，在一定的范圍出手角度隨著出手速度的變化而變化。

（3）最后用力階段加速準(zhǔn)備部分。

①關(guān)節(jié)速度

在背向滑步推鉛球技術(shù)的最后用力階段的加速準(zhǔn)備部分，要求左腿積極擺制動(dòng)，右腿有力蹬伸，以帶動(dòng)右髖積極轉(zhuǎn)動(dòng)，投擲技術(shù)動(dòng)作順序?yàn)樽竽_支撐—右腳蹬伸—左髖轉(zhuǎn)動(dòng)—軀干轉(zhuǎn)動(dòng)。在本研究中，3名運(yùn)動(dòng)員的髖、膝關(guān)節(jié)速度均呈現(xiàn)出右膝大于右髖，右髖比左髖大，且左髖大于左膝的特點(diǎn)，說明3名運(yùn)動(dòng)員在最后用力階段的加速準(zhǔn)備發(fā)力順序合理。

②關(guān)節(jié)角度

良好的左側(cè)支撐技術(shù)對(duì)取得合理的出手高度，出手角度和出手速度，及對(duì)取得理想的姿勢(shì)，轉(zhuǎn)化為投擲速度均有及其重要的意義。依據(jù)《我國優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力狀態(tài)診斷和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與建立》中的診斷指標(biāo)確定方法，本文將左側(cè)支撐中膝關(guān)節(jié)角度定義為左大腿與左小腿的夾角。研究表明我國優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的最后用力階段加速準(zhǔn)備部分左側(cè)膝關(guān)節(jié)角度平均值為159.1°。在本研究中，3名運(yùn)動(dòng)員左側(cè)支撐膝關(guān)節(jié)角度最大的是1號(hào)為144.31°，其次2號(hào)為143.68°，最小為3號(hào)134.79°，左側(cè)支撐膝關(guān)節(jié)角度小，則說明沒有形成穩(wěn)定的支撐，主要是原因可能制動(dòng)效果不好。

（4）最后用力階段加速部分。

在背向滑步推鉛球技術(shù)的最后用力階段加速部分，要求運(yùn)動(dòng)員根據(jù)合理的發(fā)力順序?qū)崿F(xiàn)蹬—轉(zhuǎn)的協(xié)調(diào)配合，以便力的傳遞，增加鉛球的出手速度，這就要求運(yùn)動(dòng)員形成下肢—腰腹—上肢的發(fā)力順序。3名運(yùn)動(dòng)員在最后用力技術(shù)爆發(fā)用力階段均呈現(xiàn)右膝關(guān)節(jié)速度大于右髖加速，爆發(fā)用力部分髖關(guān)節(jié)速度略大于蓄力部分，旋轉(zhuǎn)速度加快則說明右腿蹬伸有力，由此，可說明3名運(yùn)動(dòng)員發(fā)力順序合理。

本研究主要利用三維動(dòng)作捕捉系統(tǒng)對(duì)3名男子鉛球二級(jí)運(yùn)動(dòng)員的最后用力技術(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。從重心變化和關(guān)節(jié)角度、速度的的變化來看，3名運(yùn)動(dòng)員發(fā)力順序合理，但是左側(cè)支撐效果不夠，對(duì)鉛球最后用力階段產(chǎn)生一定的影響，從而影響了鉛球運(yùn)動(dòng)成績(jī)。

4、結(jié)論

本研究選取廣州體育學(xué)院3名男子鉛球二級(jí)運(yùn)動(dòng)員為對(duì)象，對(duì)背向滑步推鉛球最后用力階段技術(shù)特征進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，結(jié)果顯示，最后用力技術(shù)是增加出手速度的主要環(huán)節(jié)，是影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)的主要階段；出手角度對(duì)運(yùn)動(dòng)員出手速度和出手角度有一定的影響，3名運(yùn)動(dòng)員出手高度差異不大；3名運(yùn)動(dòng)員在最后用力技術(shù)技術(shù)動(dòng)作比較合理，能夠形成一個(gè)合理的用力順序，但是身體重心的移動(dòng)也是影響推鉛球成績(jī)的重要因素，上肢過早抬起，身體左側(cè)未能行成牢固的支撐，制動(dòng)效果不好影響力的傳遞，對(duì)出手速度產(chǎn)生一定的影響。