陳 睿

摘要:利用近些年國(guó)內(nèi)外對(duì)"水下蝶泳打腿技術(shù)"的研究資料,從生物力學(xué)的角度進(jìn)行總結(jié)和分析,結(jié)果顯示:"水下蝶泳打腿技術(shù)"與水面游進(jìn)相比,具有攻角小與波浪阻力小的優(yōu)勢(shì),技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)為振幅小頻率快,要求運(yùn)動(dòng)員有很好的腳踝柔韌性和較強(qiáng)的腰腹及腿部力量。

關(guān)鍵詞:水下打腿 波浪阻力

1、蝶泳由向下打腿和向上打腿兩部分組成,其中向下打腿是主要產(chǎn)生推進(jìn)力的階段,應(yīng)用較快的速度完成

蝶泳打水時(shí),兩腿應(yīng)自然并攏,兩腳稍內(nèi)扣,兩腿的動(dòng)作應(yīng)同時(shí)進(jìn)行,否則為犯規(guī)。向下打水時(shí),用大腿帶動(dòng)小腿,屈膝,踝關(guān)節(jié)伸直,用腳背對(duì)準(zhǔn)水向下快速打水。腳的運(yùn)動(dòng)方向是向下的和向后的,在小腿和腳向下打水還沒有結(jié)束時(shí),大腿應(yīng)該已經(jīng)開始向上打水,這樣才能保證腳的鞭狀打水動(dòng)作。當(dāng)小腿和腳繼續(xù)向下打水到膝關(guān)節(jié)完全伸直,腳處于最低點(diǎn)時(shí),小腿和腳在大腿的帶動(dòng)下開始向上打水,此時(shí)由于大腿已經(jīng)在向上打水,臀部上升到水面,軀干與大腿形成約160度角。隨著小腿和腳繼續(xù)向上移動(dòng),臀部開始下沉,大腿也隨著下壓,使膝關(guān)節(jié)彎曲,這個(gè)彎曲的角度隨著大腿繼續(xù)下移和腳繼續(xù)上移而逐漸增大,直到臀部下降到最低點(diǎn),而腳上移到最高點(diǎn),即將露出水面時(shí)。開始快速向下打水,此時(shí)膝關(guān)節(jié)彎曲程度最大,成約110-130度。

蝶泳腿的鞭狀動(dòng)作,是由腰部發(fā)力,經(jīng)過(guò)髖、膝、踝關(guān)節(jié)的動(dòng)量傳遞,并且與軀干動(dòng)作協(xié)調(diào)配合完成的,由于腰的質(zhì)量大,大腿、小腿和腳的質(zhì)量依次減輕,腳的質(zhì)量最輕,根據(jù)物理學(xué)的動(dòng)量定律,腳就能獲得最大的動(dòng)作速度,再加上腿部肌肉的協(xié)同用力,腳的速度就會(huì)最大,而在游泳運(yùn)動(dòng)中,遠(yuǎn)端環(huán)節(jié)(即手和腳)的運(yùn)動(dòng)所起的作用遠(yuǎn)大于近端環(huán)節(jié)(如上臂和大腿),這是因?yàn)橛斡镜膭澦痛蛲葎?dòng)作多是類似于圓周運(yùn)動(dòng),而上下打腿類似于以髖關(guān)節(jié)為圓心,以腿長(zhǎng)為半徑的圓弧運(yùn)動(dòng)。在這樣的運(yùn)動(dòng)中,手和腳運(yùn)動(dòng)的線速度遠(yuǎn)大于上臂和大腿。因此使手和腳獲得最大的動(dòng)作速度是提高推進(jìn)力的關(guān)鍵。這也是四種姿勢(shì)游泳的打水技術(shù)都要求鞭狀打水,使腳獲得最大動(dòng)作速度的原因。

美國(guó)游泳教練STEVEN做過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),人坐在椅子上,試著上身?yè)u擺,你會(huì)發(fā)現(xiàn)你的臀部也在擺動(dòng)。游泳的時(shí)候也是一樣,初學(xué)者往往更注意上肢和下肢,卻忽略了中間的SWH,其實(shí)腹部、腰部、臀部是一起起作用的。他們是連接點(diǎn),非常重要。

在練習(xí)蝶泳腿的時(shí)候,發(fā)力點(diǎn)在什么地方?臀部,腰部,腹部,或者三者都是,但是絕對(duì)不是上身,上身只不過(guò)是隨著SWH的上下起伏而做出相應(yīng)的變化。所以,SWH就起到了控制上半身的作用。

2、水下蝶泳打腿技術(shù)的生物力學(xué)特征

2.1游泳與波浪阻力

物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí),由于波浪的產(chǎn)生而形成的阻力叫波浪阻力。游泳時(shí),人體是在水與空氣的共界面附近運(yùn)動(dòng)。由于水的密度大,空氣的密度小,被人體推壓的水就很容易往密度小處轉(zhuǎn)移而隆出水面,隨后又會(huì)在重力的作用下回落以恢復(fù)平衡。由此形成了水面的振動(dòng),振動(dòng)的傳播便成為波浪。隨著波浪的產(chǎn)生,不斷有能量傳播開去,這個(gè)能量是人體做功轉(zhuǎn)移浪中的,即波浪的產(chǎn)生消耗了人體的能量而加大了水分子的動(dòng)量,從而構(gòu)成對(duì)于人體的波浪阻力。游泳時(shí)激起的波浪越大,人體克服阻力做功而喪失的能量就越多。波浪總是在水面附近形成的,越往深處波浪就越小,波浪阻力也越小。而水下蝶泳打腿技術(shù)可以依靠腰腿力量帶

動(dòng)腳踝進(jìn)行波浪式的水下鞭狀打腿獲得較大的推進(jìn)力。Lyttle和Blandky(2000)通過(guò)使用牽引器在不同滑行速度和深度來(lái)測(cè)量靜態(tài)阻力,研究表明在水深0.4m～0.6in處游

進(jìn)時(shí)阻力比在水面上滑行時(shí)減小10%～20%。和Mason(2001)發(fā)現(xiàn)2000年奧運(yùn)會(huì)上男女100Ill、200in蝶泳,100Ill、200in仰泳,100Ill、200in自由,200in蛙泳的決賽選

手,15in的出發(fā)時(shí)間和水下游進(jìn)距離呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,分析了轉(zhuǎn)身時(shí)間,水下游進(jìn)距離越長(zhǎng),整個(gè)轉(zhuǎn)身階段同比耗時(shí)越少。顯然:“水下蝶泳打腿技術(shù)”與水面游進(jìn)相比,具有

攻角小與波浪阻力小的優(yōu)勢(shì)。

2.2水下蝶泳打腿技術(shù)的動(dòng)力學(xué)特征

在運(yùn)用水下蝶泳打腿時(shí)身體是如何運(yùn)動(dòng)的:當(dāng)身體產(chǎn)生波浪運(yùn)動(dòng)和向前的動(dòng)力時(shí),推進(jìn)力把水向后推并保持總動(dòng)量守恒,方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,與此同時(shí)由于液體包圍著身體,身體的摩擦力引起了液體先前的動(dòng)量,由于粘滯性阻力,液體推開身體向后的射流可以與動(dòng)量平衡,一個(gè)自驅(qū)動(dòng)的身體以一定的速度向前游,向前和向后的動(dòng)量是完全平衡的。Jayne和Lauder(1995)通過(guò)金槍魚和海豚尾部路徑的振幅研究則發(fā)現(xiàn):海豚在慢速游泳時(shí),海豚身體傾斜度將近40。,在全速游泳時(shí),傾角(滑行軸和平移運(yùn)動(dòng)方向之間的角度)減少到20。;當(dāng)攻角(即在滑行弦的切線和滑行路徑的軸之間的角度)大約是20。時(shí)表現(xiàn)為慢速游泳,當(dāng)攻角減少到10。時(shí),游速提高6倍。Arellano(1985)分析1984歐洲青年蹼泳錦標(biāo)賽的水下錄像,通過(guò)對(duì)決賽選手水下不同角度動(dòng)作的分析后發(fā)現(xiàn),取得較好成績(jī)的選手有許多共性,如:開始向下打腿時(shí),膝關(guān)節(jié)彎曲較小(最大彎曲度113.7。),整個(gè)水下打腿動(dòng)作中軀干和腿的擺動(dòng)幅度較小。Schleihanf(2001)使用解析軟件KA2D進(jìn)行二維分析,表明水下蝶泳打腿動(dòng)作周期中身高平均1.80in的運(yùn)動(dòng)員:膝關(guān)節(jié)彎曲度平均113.7。;腿的下打速度是上打時(shí)的兩倍;打腿的頻率是2.139次/s;打腿的幅度是0.618Ill。

2.3水下蝶泳打腿技術(shù)的生物力學(xué)分析

評(píng)定水下蝶泳打腿技術(shù)的好壞有以下幾點(diǎn)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn):首先,運(yùn)動(dòng)員必須具備極好的流線型身體姿態(tài),運(yùn)動(dòng)員必須在水下保持適當(dāng)?shù)牧骶€體態(tài)以減少形狀阻力,如果不能在水下保持良好的流線型體態(tài),那么水會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生較大的阻力,因而在水下潛行就會(huì)變得異常困難;其次,是運(yùn)動(dòng)員踝關(guān)節(jié)的靈活性;再者,是運(yùn)動(dòng)員身體的整體素質(zhì)和股四頭肌的力量。這些都是構(gòu)成強(qiáng)有力的蝶泳腿的基本要素。如果運(yùn)動(dòng)員的蝶泳腿打水效果受以上要素的影響而不佳時(shí),那么也可以考慮在比賽中減少這些動(dòng)作技術(shù)的使用量,如減少出發(fā)或轉(zhuǎn)身過(guò)程中水下潛行時(shí)間,提前出水。

2.3.1水下蝶泳打腿的身體姿勢(shì):蝶泳出發(fā)轉(zhuǎn)身后滑行時(shí),身體保持良好的流線型,一手掌心壓在另一手手背上,肘間距窄于肩寬、腕間距窄于肘間距,目視池底。該姿勢(shì)前視投影面最小,阻力最小。

2.3.2水下蝶泳打腿技術(shù)分析。水下蝶泳打腿動(dòng)作分為上打和下打兩個(gè)部分。上{jr部分:水下蝶泳打腿動(dòng)作是鞭狀打腿動(dòng)作,也就是說(shuō),當(dāng)下打接近結(jié)束時(shí),大腿為克服腿部自下而上的慣眭,開始上打。繼續(xù)伸髖使腿部向上,上打結(jié)束時(shí),開始下打。上打是通過(guò)伸腿實(shí)現(xiàn)的。小腿應(yīng)放松,處于被動(dòng)狀態(tài),使其在水的自上而下的壓力下保持伸直狀態(tài),水的壓力也使放松的足部處于半伸半屈的自然狀態(tài)。下打部分:鞭狀下打動(dòng)作開始于上打,當(dāng)兩腳上打過(guò)身體縱線之后大腿開始向下。水的自下而上的壓力使小腿上屈,兩腳內(nèi)上轉(zhuǎn)。當(dāng)兩腳接近水面時(shí),小腿由腰腿發(fā)力帶動(dòng)小腿有力下打,直至完全伸直為止。踝部柔韌性的好壞對(duì)水下蝶泳打腿動(dòng)作是至關(guān)重要的。1971年,巴塞爾斯和艾德里安斷定,踝關(guān)節(jié)的柔韌性比力量重要。如踝部具備良好的柔韌性,腳背在下打的大部分時(shí)間內(nèi)可朝向后方,向后分力從而提高推進(jìn)力。

3培養(yǎng)運(yùn)動(dòng)員水下蝶泳打腿技術(shù)的途徑和方法

3.1水下蝶泳打腿技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)員選材的特定要求

運(yùn)動(dòng)員選材是指直接或間接的將應(yīng)選者的天才因素測(cè)定出來(lái),并根據(jù)現(xiàn)有測(cè)定結(jié)果分析預(yù)測(cè)未來(lái)的競(jìng)技能力。一名優(yōu)秀游泳運(yùn)動(dòng)員綜合了身體形態(tài)、機(jī)能、素質(zhì)、技術(shù)水平、水感、心理品質(zhì)、比賽能力等全面素質(zhì)。就水下蝶泳打腿這項(xiàng)技術(shù)而言,運(yùn)動(dòng)員除具備以上這些基本條件外,還要對(duì)運(yùn)動(dòng)員提出特定的要求:即運(yùn)動(dòng)員的腳踝柔韌性、腰腹力量和腿部力量。

3.2發(fā)展運(yùn)動(dòng)員關(guān)節(jié)柔韌性的生理基礎(chǔ)

3.2.1關(guān)節(jié)柔韌性的生理基礎(chǔ)。柔韌素質(zhì)包括兩方面的含義:①關(guān)節(jié)活動(dòng)幅度的大小——主要取決于關(guān)節(jié)本身的裝置結(jié)構(gòu)。②跨過(guò)關(guān)節(jié)本身的肌肉、肌腱、韌帶等軟組織的伸展性一主要通過(guò)合理的訓(xùn)練獲得。影響柔韌素質(zhì)的因素很多:如結(jié)締組織、機(jī)體的活動(dòng)狀況、年齡、性別等。每個(gè)關(guān)節(jié)由于解剖結(jié)構(gòu)不同、活動(dòng)方式不同其活動(dòng)范圍也是不同的。因而在訓(xùn)練中要時(shí)刻考慮到不同的專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)對(duì)柔韌性的需求。根據(jù)以上對(duì)“水下蝶泳打腿技術(shù)”的分析,這項(xiàng)技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)員肩、腳踝的要求比較高,特別是腳踝關(guān)節(jié),它的柔韌性好壞直接影響到動(dòng)作效果。而腳踝關(guān)節(jié)本身是關(guān)節(jié)活動(dòng)幅度較小日常行走跑跳用得最多,關(guān)節(jié)周圍肌肉、肌腱結(jié)締組織較結(jié)實(shí)穩(wěn)定。加上它的遺傳度較高(柔韌性70%),比較其他運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)后天改變的因素很少。因此在選材和訓(xùn)練中要重點(diǎn)考慮這些因素。

3.2.2發(fā)展關(guān)節(jié)柔韌性基本訓(xùn)練學(xué)方法。

①動(dòng)力牽拉:用很快的速度和較大的力量使關(guān)節(jié)活動(dòng)到最大幅度;

②靜力牽拉:輕柔緩慢地將關(guān)節(jié)移到最大活動(dòng)范圍內(nèi),然后靜止30-60s;

③被動(dòng)牽拉:是靜力牽拉的一種,由他人施加一個(gè)壓力,使活動(dòng)范圍增大;

④慢速動(dòng)力牽拉:用較慢的速度進(jìn)行動(dòng)力牽拉,可與靜力牽拉結(jié)合進(jìn)行,當(dāng)關(guān)節(jié)移到最大范圍時(shí)靜止5S或更長(zhǎng)時(shí)間;

⑤收縮——放松法:是根據(jù)神經(jīng)肌肉的本體感受器特征發(fā)展起來(lái)的,其依據(jù)是當(dāng)肌肉先收縮時(shí)可以更充分地放松,使活動(dòng)幅度增大。

4.結(jié)論

同其他泳姿相比,水下蝶泳打腿具有攻角小與波浪阻力小的優(yōu)勢(shì),可以獲得較高的游進(jìn)速度,并可以快速協(xié)調(diào)地過(guò)渡到途中游,是出發(fā)轉(zhuǎn)身必備的一項(xiàng)技術(shù)。特別是短池項(xiàng)目比賽,轉(zhuǎn)身次數(shù)較多,這一現(xiàn)實(shí)情況就要求運(yùn)動(dòng)員更好地掌握和運(yùn)用水下蝶泳打腿技術(shù)。同時(shí)水下蝶泳打腿技術(shù)要求上下打腿動(dòng)作振幅小,頻率快才能取得較好的效果,要求運(yùn)動(dòng)員不但具備很好的腳踝柔韌性,還要有強(qiáng)大的腰腹和腿部的爆發(fā)力,所謂的“鞭狀打腿”就是柔韌性和爆發(fā)力的綜合體現(xiàn),在教學(xué)訓(xùn)練中要有針對(duì)性地發(fā)展這些素質(zhì)。

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