中國男子跳馬高質(zhì)量前沿動作前手翻轉(zhuǎn)體前空翻轉(zhuǎn)體300運動學(xué)分析

中國男子跳馬高質(zhì)量前沿動作前手翻轉(zhuǎn)體前空翻轉(zhuǎn)體300運動學(xué)分析

男子跳躍的困難之一仍然是很難改變的。在2009年修訂的跳躍困難表中，2009年的難度分別為7.0分和7.0分。目前在世界上能較好完成此動作的運動員為數(shù)不多。我國運動員李小鵬、陸斌在世界體操大賽和國內(nèi)體操比賽中都較為成功地完成了這個動作,并以此動作參加跳馬單項決賽奪得過世界冠軍。為了使更多的年輕運動員學(xué)習(xí)和掌握該動作技術(shù),本文通過文獻資料法、觀察法及攝像與解析法揭示了陸斌完成的前手翻直體前空翻轉(zhuǎn)體900°的運動學(xué)規(guī)律和技術(shù)特點,為運動員發(fā)展此動作提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。1學(xué)習(xí)方法1.1“全國體操比賽的男性跳馬成績”觀看了2004年雅典奧運會和2008年北京奧運會以及2005年第38屆、2006年第39屆、2007年第40屆、2009年第41屆世界體操錦標(biāo)賽男子跳馬單項決賽的電視傳播,還觀看了2004年—2009年6次全國體操比賽男子跳馬單項決賽,并作了部分技術(shù)難度的統(tǒng)計工作。對前手翻直體前空翻轉(zhuǎn)體900°慢動作視頻進行了反復(fù)研究,分析了該動作主要階段的技術(shù)特點。1.2前空翻轉(zhuǎn)體的動作過程在2005年中國國際體操邀請賽男子跳馬單項決賽比賽現(xiàn)場,用一臺日本產(chǎn)JVC9800型攝像機從正側(cè)面定點拍攝了陸斌完成的跳馬前手翻直體前空翻轉(zhuǎn)體900°動作的全過程。拍攝速度為50幅/s,然后對拍攝的原始材料通過美國ARIL運動生物力學(xué)高速解析系統(tǒng)解析了66幅畫面,獲得7000多個數(shù)據(jù),用數(shù)字濾波法進行平滑截斷,頻率為6,根據(jù)研究需要本文采集了身體重心和各關(guān)節(jié)的位移、水平速度、垂直速度及各關(guān)節(jié)角度等數(shù)據(jù),還采集了身體重心軌跡及特征畫面圖與棍圖等。2統(tǒng)一統(tǒng)一體的構(gòu)成跳馬前手翻直體前空翻轉(zhuǎn)體900°是由助跑、上板、踏跳、第一騰空、推手、第二騰空和落地等七個階段組成的統(tǒng)一體。助跑是為了獲得身體向前移動的水平速度,踏跳和推手是為了獲得和保持身體向上的垂直速度和騰空高度。在這七個階段中踏跳、推手和第二騰空是完成該動作最關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié),下面重點分析以上幾個階段的技術(shù)。2.1上板和踏跳技術(shù)踏跳階段是從兩腳踏上板至兩腳蹬離板的運動過程。陸斌完成的踏跳技術(shù)既要符合運動學(xué)規(guī)律又有他自己的個性特點,根據(jù)材料分析他的踏跳技術(shù)具有以下幾個特點。第一,兩腳積極趕在重心投影線前踏上扳,重心位置較高,上板角較大,大約為65°,下肢保持一定的彎曲度,左右膝角分別為152°和159°(見表1),兩臂上擺位置較高,兩手超過頭水平。這種上板姿勢為制動性踏跳創(chuàng)造了條件。第二,兩腳上板后立即利用上板時拉長的下肢肌肉快速有力的蹬直兩腿,直至腳尖離板。從上板至離板踏跳時間為0.08s,踝角、膝角、髖角呈增大趨勢,左右踝角增大到162°和165°,左右膝角增大到171°和172°,左右髖角增大到162°和159°(見表1)。材料顯示陸斌踏跳時下肢沒有出現(xiàn)彎曲緩沖的過程,而是直接進入快速有力的蹬腿階段,這是陸斌踏跳技術(shù)的顯著特點之一,說明陸斌腿部爆發(fā)力是很強的。第三,由于蹬腿的反作用力和踏跳板的彈力,重心水平速度明顯減小,垂直速度明顯增加,重心水平速度由上板時的5.62m/s減小到離板時的3.91m/s;重心垂直速度由上板時的1.08m/s增加到2.92m/s(見表1)。踏跳過程重心水平速度和垂直速度增大或減小是普通的運動學(xué)規(guī)律,但是陸斌的重心水平速度損失率和垂直速度增加率的幅度都不是很大,這是由于他上板時重心垂直速度的起點就比較高,達到1.08m/s,一般都在1.0m/s以下。第四,蹬腿的同時兩臂位置變化不大,只是肩角略有減小,上體前傾較大。當(dāng)身體重心越過腳支點垂直投影線后蹬離板,陸斌蹬離角較小,為74°(見表1)。根據(jù)力學(xué)原理蹬離角小一些,重心垂直速度會受到一定的影響,但重心水平速度會損失小一點,人體獲得向前的翻轉(zhuǎn)力矩會大一些,這對于陸斌完成下面的翻轉(zhuǎn)動作是比較有利的。蹬離角:兩腳蹬離板瞬間身體重心至腳支點連線與腳支點水平線前夾角。2.2陸斌的建模第一騰空階段是從兩腳離板至兩手撐馬瞬間的運動過程。它是踏跳階段與推手階段的銜接階段。主要任務(wù)是快速翻轉(zhuǎn)的同時快速撐馬,為下階段推手作好充分的準(zhǔn)備。兩腳離板后進入第一騰空階段,身體重心騰空拋物線軌跡是逐漸上升的,拋物線騰起角為37°,說明離板后人體仍保持較大的水平速度向前運動。離板后兩腿要迅速后擺,髖角逐漸增大,并持續(xù)到推手階段。人體向前的翻轉(zhuǎn)動力除了離板時獲得的翻轉(zhuǎn)力矩外就是依靠肌肉內(nèi)力加速擺腿,陸斌在這方面表現(xiàn)得比較突出,他左右髖角由離板時的162°和159°,增加到撐馬時的209°和195°。在擺腿的同時兩手積極撐馬兩臂前伸下壓,肩角有所減小。第一騰空飛行時間較短,為0.12s,這是現(xiàn)代跳馬技術(shù)第一騰空所表現(xiàn)出來的最明顯的特點,陸斌完成的第一騰空技術(shù)符合時代要求和普遍的運動學(xué)規(guī)律。2.3頂肩時的動作推手階段是從兩手撐上馬至兩手推離馬的運動過程。這是完成該動作最關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)之一。主要技術(shù)特點如下。第一,兩手在肩關(guān)節(jié)前面撐上馬,形成一定的制動推手。兩手撐在馬中部稍后一點的區(qū)域內(nèi),離馬前端約60—80厘米(跳馬長1.20米,寬0.90米),身體略為伸展,左右髖角分別為209°和195°,整個身體處在肩水平位置,身體重心低于肩關(guān)節(jié)垂直位置,高于馬水平位置,所以撐馬角較小,為27°(見表2)。第二,兩手撐馬后立即快速有力的頂肩推手,推手時間為0.16s。推手過程盡量頂開肩角,兩臂伸直直至手指推離馬。材料顯示肩關(guān)節(jié)角度發(fā)生了明顯的變化,左右肩角由撐馬時的91°和93°增大到推離馬時158°和161°(見表2)。說明該動作的推手階段是通過頂肩動作來完成的。在頂肩推手的同時兩腿繼續(xù)后擺,髖角繼續(xù)增大,身體呈現(xiàn)反弓形,最大髖角達到240°左右,腳的運動速度也明顯增大,最大達到14.79m/s,然后在兩手推離馬前,髖角明顯減小,離馬時左右髖角分別減小到165°和170°(見表2)。腳的運動速度也明顯減小,離馬時腳的運動速度減小到8.98m/s,說明兩手推離馬前兩腿有所制動,這樣有利于加強推手時的支撐儀作用力,提高推手效果。數(shù)據(jù)顯示陸斌推離馬時的重心垂直速度比撐馬時有所增加,由撐馬時的3.15m/s增加到離馬時的3.78m/s(見表2)。第三,整個推手過程由撐馬時的肩水平位置上升到手倒立位置推離馬,推離角約為81°(見表2)。身體由反弓形變直,含胸頂肩梗頭,重心軌跡逐漸上升,離馬時比撐馬時上升了0.57m。重心繞手支撐點移動角為54°,移動角速度為5.89rad/s。身體重心上升的位置越高,推離角越接近支點垂直線位置,身體重心向前移動角速度越大,越有利于完成第二騰空的動作。推離角:兩手推離馬瞬間身體重心至手支點連線與手支點水平線后夾角。2.4陸斌的第二空翻轉(zhuǎn)體技術(shù)第二騰空是從兩手推離馬至兩腳落地瞬間的運動過程。第二騰空是決定動作難度性質(zhì)和評定動作質(zhì)量的重要階段,也是完成好該動作的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)之一。兩手推離馬后第二騰空身體重心拋物線軌跡逐漸弧形向上運動,拋物線的騰起角約為57°。當(dāng)身體重心上升到最高點時,重心水平速度與推離馬時的水平速度相差不大,而重心垂直速度減小到零。第二騰空最高點至地面的高度約為2.97m,比推離馬時上升了0.77m。身體重心拋物線過了最高點后在重力作用下又逐漸弧形下降至落地為止。從推離馬到兩腳落地第二騰空飛行時間為1.06s(以上材料見表3)。必要的騰空高度和騰空時間是完成好該動作的重要條件之一。直體前空翻轉(zhuǎn)體900°主要是在第二騰空階段完成的,它是在身體繞橫軸直體向前翻轉(zhuǎn)114114周的同時繞縱軸轉(zhuǎn)體900°。它的技術(shù)難點主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)體技術(shù)上。身體重心拋物線軌跡是由支撐反作用力和重力等外力決定的。進入騰空后人體可以利用內(nèi)力改變身體姿態(tài),減小或增加身體半徑,以增加或減小身體的旋轉(zhuǎn)速度。文獻材料顯示各種類型跳馬空翻轉(zhuǎn)體動作一般都是推離馬后立即開始轉(zhuǎn)體。陸斌推離馬后先微屈髖,過了0.02s—0.04s時間后立即向左轉(zhuǎn)體。轉(zhuǎn)體動力有三點:一是通過伸髖伸直身體減小半徑加快轉(zhuǎn)體速度;二是通過頭肩帶動整個身體加速轉(zhuǎn)體;三是兩臂由上舉迅速向胸腹前屈抱不僅縮短了橫軸半徑加快了橫軸翻轉(zhuǎn)速度,而且縮短了身體縱軸半徑,加快了縱軸轉(zhuǎn)體速度。以上伸髖動作、頭肩帶動身體向左轉(zhuǎn)體動作和兩臂向胸腹前屈抱動作基本上都是同時進行的。在整個轉(zhuǎn)體過程中身體伸直、兩腿夾緊、兩臂抱緊身體對于保持身體的快速轉(zhuǎn)體有重要作用,陸斌在這幾個方面都做得比較好。當(dāng)身體重心拋物線上升到最高點時陸斌身體繞橫軸向前翻轉(zhuǎn)了近1/2周,繞縱軸轉(zhuǎn)完了180°,這時身體基本伸直,兩臂屈肘抱緊了身體,左右肩角分別為24°和7°,左右髖角分別為157°和168°(見表3)。然后在身體重心拋物線下降的過程中繼續(xù)完成3/4周的橫軸翻轉(zhuǎn)和720°的縱軸轉(zhuǎn)體。材料顯示大約轉(zhuǎn)到610°時兩臂才開始離開身體,減小繞縱軸的轉(zhuǎn)體速度,在落地前基本上轉(zhuǎn)完900°,然后屈髖準(zhǔn)備落地。通過計算陸斌橫軸翻轉(zhuǎn)角速度為9.14rad/s,縱軸轉(zhuǎn)體角速度為15.40rad/s,說明轉(zhuǎn)體技術(shù)和轉(zhuǎn)體速度是完成好該動作第二騰空階段的主要矛盾。從視頻上看到陸斌落地基本站穩(wěn),只向側(cè)后移動了一小步,遺憾的是兩腿落地瞬間兩腿前后分開,可能是身體翻轉(zhuǎn)速度不夠所造成的,這樣左右的穩(wěn)定角較小,落地角較大約為68°,也是造成落地時向側(cè)后方移動一小步的原因之一。落地前兩腿盡量伸直去接觸墊子,落地時下肢各關(guān)節(jié)保持一定彎曲度,左右髖角分別為96°和106°,左右膝腳分別為148°和159°,左右踝角分別為95°和98°。重心水平速度明顯減小,為1.66m/s,垂直速度明顯增加,為4.33m/s(見表3)。然后經(jīng)過下肢各關(guān)節(jié)的彎曲緩沖后立即蹬腿站立結(jié)束落地動作。3離板后第一第一時空重心織物的變化陸斌完成的跳馬前手翻直體前空翻轉(zhuǎn)體900°是成功的,符合運動生物力學(xué)規(guī)律,結(jié)論如下。(1)兩腳趕在肩前踏上扳,下肢各關(guān)節(jié)保持一定的彎曲度,然后快速用力蹬直腿至腳尖離板,踏跳時間為0.08s。離板時上體前傾度較大,蹬離角較小,為74°。(2)離板后在第一騰空重心拋物線上升的過程中兩手積極撐馬同時兩腿快速后擺。騰空時間較短,為0.12s。(3)兩手在肩前撐上馬,身體處于肩水平位置,撐馬角較小為27°,然后迅猛有力頂肩推手,肩角明顯增