正手快攻弧圈球技術的測試與分析

正手快攻弧圈球技術的測試與分析

1球技術的定義乒乓球是中國的一個主要項目，也是中國奧運金牌的一個重點項目。乒乓球正手快攻和弧圈球技術是該項目的核心技術。本文通過對兩種不同用力方式的正手快攻和弧圈球技術中上肢的運動學特征進行分析,以揭示乒乓球運動員正手快攻、正手拉弧圈球時上肢的運動學特征,并找出正手快攻、正手拉弧圈以及兩種不同用力正手快攻拉弧圈球的異同。2學習方法2.1試驗對象測試者情況為北京體育大學運動系10名優(yōu)秀乒乓球運動員,均為橫握拍弧圈結合快攻打法,膠皮為反膠(表1)。2.2測試系統(tǒng)和測試程序運用瑞典產QUALISYS-MCU500紅外遠射測試系統(tǒng)(6個鏡頭)和1臺PanasonicM9500錄像機同步對乒乓球運動員正手快攻、弧圈球技術進行測試。QUALISYS-MCU500紅外遠射測試系統(tǒng)的拍攝頻率為100fps,每次采集時間為5s。攝像機置于運動方向的右前方,距實驗對象運動區(qū)域中心的距離約為3m,主光軸距地面的高度0.8m,拍攝頻率為50fps。測試運動員依次完成兩種技術4組動作的測試。兩種技術為正手近臺快攻和正手弧圈球技術。每種技術用兩種發(fā)力方式擊球,一為用最大力量,二為中等力量,要求運動員控制好擊球力量。每組動作的測試方法為運動員一直進行多球練習,由實驗員判斷當技術動作比較穩(wěn)定時,開始采集,各個測試系統(tǒng)同時采集5s后停止,然后保存文件,準備下一組動作的測試。測試應得到至少3次動作技術質量較高,且兩個測試系統(tǒng)數據都完整的動作。1.提交和跑攻技術測試陪練發(fā)多球,進行正手位斜線近臺快攻練習。2.拱門技術測試陪練發(fā)多球,進行正手位斜線弧圈球練習。2.3研究的基本內容由于人體在運動中,肩關節(jié)、肘關節(jié)等大關節(jié)都在做三維空間復合運動。本實驗參考國內、外的有關文獻資料,根據乒乓球運動中各關節(jié)的運動特點和運動生物力學及運動解剖學的有關內容以及研究的方便,本文選用空間角度來描述各個關節(jié)在空間的運動和位置,對本實驗研究中所涉及的相關的角度概念進行了定義(圖1):肩關節(jié)角:同側肩關節(jié)標志點與同側肘關節(jié)標志點連線和同側肩關節(jié)標志點與同側髖關節(jié)標志點連線之間的夾角。肘關節(jié)角:同側肘關節(jié)標志點與同側肩關節(jié)標志點連線和同側肘關節(jié)標志點與同側腕關節(jié)標志點連線之間的夾角。2.4肢體運動學參數運用QUALISYS運動解析系統(tǒng)對采集數據進行運動學解析。選取從上一次身體還原時刻開始到下一次還原時刻結束為一個擊球動作周期進行分析。將技術動作分為4個動作階段:引拍階段、擊球階段、隨揮階段和還原階段。為了更好地找出乒乓球動作技術各參數的規(guī)律性變化,本文中所有的圖均是截取了比實際一個動作周期多了上一個周期的還原段和下一個周期的引拍段。本文中的圖是選用了具有代表性的一名運動員的上肢的運動學曲線。圖中橫坐標為時間,上一個周期隨揮結束時刻設為0s。運動學部分時間單位為毫秒(ms),位移的單位是毫米(mm),速度的單位是毫米/秒(mm/s)。文中均值和標準差是對所有10名運動員上肢運動學參數計算的結果。受試運動員中有兩人為左手執(zhí)拍,為了研究方便,在計算時將這些左手執(zhí)拍運動員的左側關節(jié)作為右側關節(jié)處理,右側關節(jié)作為左側關節(jié)處理。由于選用的人體模型是對稱的,這樣的處理對結果無影響。為了對比最大力量和中等力量兩種用力方式之間動作的差異,以及找出正手快攻和正手弧圈球的技術的不同,對所有參數進行了獨立樣本t檢驗。分別做了3組檢驗:1)兩種力量快攻的對比;2)兩種力量弧圈球技術的對比;3)兩種技術之間的對比,用的是最大力量快攻和最大力量弧圈球技術之間的比較。為了行文的方便,將兩種技術4個動作(中等力量正手快攻、最大力量正手快攻、中等力量正手弧圈球和最大力量正手弧圈球)分別簡述為輕打、重打、輕拉和重拉。3結果與討論3.1肩、肘關節(jié)角度圖2顯示,在4種擊球動作下執(zhí)拍側和非執(zhí)拍側的肩、肘關節(jié)角度的變化。兩種不同力量的正手快攻技術曲線基本相似,兩種力量的弧圈球技術之間的角度變化基本相似。非執(zhí)拍側的肩、肘關節(jié)角度在正手快攻中的變化不明顯,而在弧圈球技術中有小幅度的變化。在整個動作過程中,肘關節(jié)的角度基本上大于肩關節(jié)的角度。右肩角度是先增大到引拍結束時刻左右達到最大值,而后減小,至隨揮結束左右時刻達到最小值,后再增大,呈現波峰—波谷的變化特征;而右肘關節(jié)角度變化則相反,先是減小,然后增大,再減小,再增大,出現兩次波谷和兩次波峰。3.2右/雙轉拍技術分析在引拍階段,除了輕打引拍結束時刻右肩關節(jié)角度小于還原時刻以外,其余3組動作技術在引拍結束時刻右肩的角度都大于還原時的角度,肩節(jié)關做伸和外展運動。在引拍階段中,4組動作肩關節(jié)運動形式基本一致,只是在動作幅度和運動時機上有所不同。經檢驗,引拍結束時的右肩關節(jié)角度,重打(37°)大于輕打(22°),重拉(38°)大于輕拉(34°),弧圈球技術的引拍角度大于正手快攻(表2)。在引拍階段,上臂不同程度的外展,臂的外展可以使三角肌前部和胸大肌受到拉伸,這種牽拉作用使肌肉中儲存了彈性勢能并刺激了牽張反射,使這些肌肉隨后的收縮更加快速有力。在揮拍擊球階段,上臂快速屈,肩關節(jié)角度迅速減小(圖3),輕打、重打、輕拉、重拉分別在20°、25°、19°、24°左右擊球,擊球時刻肩關節(jié)的角速度接近于最大。在隨勢揮拍階段,上臂繼續(xù)向前緩慢內收,角速度又開始增加,到隨揮最遠端附近,肩關節(jié)角度達到最大,輕打、重打、輕拉、重拉分別達到50°、64°、76°和73°。在還原階段,肩關節(jié)角度下降的趨勢非常明顯,肩關節(jié)迅速還原到起始位置的30°左右。3.3提高肘關節(jié)角度肘關節(jié)在整個動作過程中由伸展狀態(tài)到快速屈曲(圖3)。引拍階段,為肘關節(jié)的伸展階段,在引拍最遠端時肘關節(jié)角度達到最大,可見肘關節(jié)并未完全伸直。引拍結束時刻,最大力量弧圈球技術的角度大于最大正手快攻的角度,分別為130°和111°,差異顯著。重拉比輕拉后引的肘關節(jié)角度也要大,輕拉時是123°(圖2、表3)。提示,引拍時弧圈球技術肘關節(jié)伸展的幅度要大于快攻的幅度,且若要發(fā)大力擊球時也要增加肘關節(jié)的引拍幅度,同時引拍時肘關節(jié)不能完全伸直。在揮拍擊球階段,肘關節(jié)快速屈曲?；∪η蚣夹g擊球時刻的肘關節(jié)角度大于打球時的肘關節(jié)角度。重拉時是102°,重打時是95°。且重打、重拉在擊球時刻的肘關節(jié)角度均小于對應的輕打、輕拉,這是由于重打、重拉擊球的速度快的緣故。提示,在動作技術的訓練中,若想發(fā)力擊球時,需快速屈曲肘關節(jié),弧圈球肘關節(jié)屈曲的幅度要大于快攻。在隨勢揮拍階段,肘關節(jié)繼續(xù)屈曲,這時肘關節(jié)的速度開始降低,在隨揮最遠端達到屈曲最小值,也幾乎是整個動作過程中的肘關節(jié)最小值,輕打、重打、輕拉、重拉時的角度分別為81°、76°、68°和70°。還原階段,肘關節(jié)角度開始緩慢增大,到達起始狀態(tài)。3.4正手弧圈球技術從表4、表5和圖2可以看到,非執(zhí)拍側上肢的肩角和肘角在整個過程中變化不大,尤其是在正手快攻中變化很小,在正手弧圈球技術中有小范圍的角度變化。在快攻中,左肩角為17°左右,左肘角為87°左右;在弧圈球技術中,左肩的角度為22°～31°變化,左肘的角度在75°～83°左右變化。非持拍側手臂的擺動不僅是為了維持身體平衡,而且還起到協調發(fā)力的作用。3.5研究結論與討論圖4顯示,執(zhí)拍側,肩速最小,肘速次之,腕速第三,手速第四,動量依次傳遞,逐步積累,最終使末端的球拍獲得最大的速度,并在到達速度峰值瞬間前、后擊球。經仔細分析10人的所有技術動作,發(fā)現上肢各關節(jié)最大速度在引拍階段和揮拍擊球階段出現的順序沒有定式,動作與動作之間、個體與個體之間差異較大。這一觀點和以往關于此問題的分析結果不一致。柳天洋、張輝、孟杰等先后研究均認為,在引拍和揮拍擊球過程中,上肢各關節(jié)的發(fā)力順序遵循肩、肘、腕、拍的順序,大關節(jié)帶動小關節(jié)依次發(fā)力。相關乒乓球教科書上也持有相同的觀點。運動生物力學原理告訴我們,在一些并不需要克服大阻力產生極大運動速度動作中,依據運動項目的特點,關節(jié)活動的順序可以有多種配合方式,小環(huán)節(jié)的運動在關節(jié)活動中也起到重要作用。乒乓球擊球技術不是典型的上肢鞭打動作,因為并不是所有技術都是追求球拍達到最大擊球速度為目的的。提示,小關節(jié)的力量也很重要,在發(fā)展乒乓球專項力量時不要忽略一些小關節(jié)部位,力量發(fā)展要均衡。在柳天洋、張輝的研究中,實驗對象為5人,孟杰的樣本量為2人,而本文是對10名運動員的40個技術動作分析后得到這一結論。對此問題的進一步研究,需擴大樣本量,分不同運動等級、不同動作技術進行研究。4研究結論4.1膝關節(jié)的變化在引拍階段,除了輕打引拍結束時刻執(zhí)拍側肩關節(jié)角度小于還原時刻以外,其余3組動作技術在引拍結束時刻右肩的角度都大于還原時的角度,肩關節(jié)做伸和外展運動。在揮拍擊球階段,上臂快速屈,肩關節(jié)角度迅速減小,擊球時刻肩關節(jié)的角速度接近于最大。在隨勢揮拍階段,上臂繼續(xù)向前緩慢內收,角速度又開始增加,到隨揮最遠端附近,肩關節(jié)角度達到最大。在還原階段,肩關節(jié)角度下降的趨勢非常明顯,肩關節(jié)迅速還原到起始位置的30°左右。在引拍階段,弧圈球技術執(zhí)拍側肩關節(jié)變化的幅度大于快攻,且當要發(fā)大力擊球時要增加肩關節(jié)的引拍幅度。4.2肘關節(jié)屈曲形成機理執(zhí)拍側肘關節(jié)在整個動作過程中由伸展狀態(tài)到快速屈曲。在還原和引拍階段,為肘關節(jié)的伸展階段,在揮拍擊球階段肘關節(jié)快速屈曲,隨勢還原階段肘關節(jié)繼續(xù)屈曲。引拍階段,弧圈球技術執(zhí)拍側肘關節(jié)伸展的幅度大于快攻的幅度,且發(fā)大力擊球時要增加肘關節(jié)的引拍幅度,同時引拍結束時肘關節(jié)不能完全伸直。在擊球階段,弧圈球肘關節(jié)屈曲的幅度大于快攻,若要想發(fā)力擊球時,需快速屈曲肘關節(jié)