王向東 任景萍 徐文泉

摘 要：對10 名優(yōu)秀女子舉重運(yùn)動員和10 名普通女子舉重運(yùn)動員的抓舉技術(shù)進(jìn)行生物力學(xué)測試，通過比較優(yōu)秀運(yùn)動員和普通運(yùn)動員的動作技術(shù)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)：1）在最大鈴速和慣性上升階段鈴升這2個(gè)指標(biāo)方面，優(yōu)秀運(yùn)動員與普通運(yùn)動員比較，數(shù)據(jù)上相差無幾，統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)無顯著性差異。2）在伸膝提鈴階段普通運(yùn)動員的膝角變化和髖角變化均大于優(yōu)秀運(yùn)動員，而在展體加速階段優(yōu)秀運(yùn)動員在膝角變化、髖角變化和軀干俯仰變化方面均大于普通運(yùn)動員，但是均無顯著性差異。3）普通運(yùn)動員在伸膝提鈴階段的杠鈴上升高度百分比和有效功百分比均大于優(yōu)秀運(yùn)動員，而在展體加速階段和慣性上升階段優(yōu)秀運(yùn)動員的杠鈴上升高度百分比和有效功百分比均大于普通運(yùn)動員，但是均無顯著性差異。4）優(yōu)秀運(yùn)動員在各個(gè)動作階段的相對平均功率和相對有效力均大于普通運(yùn)動員，尤其在展體加速階段優(yōu)秀運(yùn)動員的優(yōu)勢表現(xiàn)得更加明顯。這些差異表明優(yōu)秀運(yùn)動員在展體加速階段比普通運(yùn)動員表現(xiàn)出更好的爆發(fā)力水平，動作技術(shù)更加合理。

關(guān)鍵詞： 女子舉重；抓舉；生物力學(xué)；高速攝像

中圖分類號： G 884 文章編號：1009-783X（2013）06-0573-04 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Research on the Comparison of Snatch Technical Parameters of Female Weightlifters on Different Levels

WANG Xiangdong1，REN Jingping2，XU Wenquan3

Abstract：In this paper，10 elite women weightlifting athletes and 10 ordinary women weightlifters are tested through comparing the technical parameters of excellent weight lifting athletes and normal athletes，and find that：（1）There is not much difference between elite athletes and ordinary athletes on the maximum barbell speed and the rising height of barbell on the inertia rise stage and there is no significant statistically difference.（2）In the stretching knee and lifting barbell stage，ordinary athletes of knee joint angle and hip joint angle changes are greater than those of the elite athletes，while in the stretching body and barbell accelerating phase，changes of knee joint angle，hip joint angle and trunk angle are greater than those of the ordinary athletes，but there are no significant differences.（3）In the stretching knee and lifting barbell stage，the barbell height percentage and effective work percentage of ordinary athletes are greater than those of elite athletes，and in the stretching body acceleration phase and barbell inertia rising stage，the barbell height percentage and effective work percentage of elite athletes are higher than those of ordinary athletes，but there are no significant differences.（4）In each action stage，outstanding athletes relative average power and relative effective force are greater than the ordinary athlete，especially in the stretching body acceleration phase，elite athletes show more obvious advantages.These differences indicate that excellent athletes have better explosive force level and the action is also more reasonable than that of ordinary athletes.

Key words：female weightlifting；snatch；sport biomechanics；high speed camera

收稿日期：2013-07-12

作者簡介：王向東（1973—），男，山西人，博士，研究員，研究方向?yàn)檫\(yùn)動生物力學(xué)；任景萍（1970—），女，研究方向?yàn)檫\(yùn)動人體科學(xué)：徐文泉（1969—），男，副教授，研究方向?yàn)檫\(yùn)動訓(xùn)練學(xué)。

女子舉重作為我國的優(yōu)勢項(xiàng)目，從2000年至今共計(jì)奪取了14枚奧運(yùn)會金牌。關(guān)于女子舉重的生物力學(xué)研究有許多，但是多數(shù)文章都將優(yōu)秀運(yùn)動員作為研究對象[1-4]，對普通女子舉重運(yùn)動員的抓舉動作技術(shù)研究很少見到，尤其從運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)對比優(yōu)秀運(yùn)動員和普通運(yùn)動員技術(shù)上的差異的研究還未見到。由于測試時(shí)要求對運(yùn)動員作動作無干擾、非接觸[5]，通過攝像、解析獲取抓舉動作技術(shù)參數(shù)是舉重科研界最常用的手段。采用在杠鈴上安裝傳感器等動力學(xué)手段，不但會干擾運(yùn)動員做動作，而且比賽中也不允許；因此，通過動力學(xué)測試手段很難獲取運(yùn)動員真實(shí)的技術(shù)參數(shù)。高速攝像的普及和精度的提高使科研人員通過運(yùn)動學(xué)測量、經(jīng)過計(jì)算推導(dǎo)獲得抓舉的動力學(xué)參數(shù)（功、功率和等效力等）成為可能。

本文主要是運(yùn)用高速攝像采集系統(tǒng)對不同水平運(yùn)動員的抓舉動作技術(shù)進(jìn)行錄像采集并通過運(yùn)動解析手段對技術(shù)動作進(jìn)行分析，得到不同水平運(yùn)動員抓舉動作各階段的相關(guān)指標(biāo)。通過對不同水平運(yùn)動員的常用技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行對比研究，看優(yōu)秀運(yùn)動員和普通運(yùn)動員在動作技術(shù)參數(shù)上是否存在差異，進(jìn)而揭示優(yōu)秀運(yùn)動員的技術(shù)特征，為舉重技術(shù)診斷提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本文選取了2011年女子舉重亞錦賽和2011年女子全國冠軍賽的7個(gè)級別的20名女子舉重運(yùn)動員作為研究對象。本研究中選取的10名優(yōu)秀運(yùn)動員均為各級別的前2名，選取的10名普通運(yùn)動員均為各級別的后2名。具體情況見表1。

表 1 運(yùn)動員情況 （n=20）

1.2 研究方法

1.2.1 高速攝像法

在比賽現(xiàn)場運(yùn)用星高鈦高速攝像采集系統(tǒng)（XGT-BAS-1S）對運(yùn)動員的比賽動作進(jìn)行平面定點(diǎn)拍攝（拍攝頻率為100 Hz，拍攝位置為舉重運(yùn)動員的正側(cè)面，攝像機(jī)位置與運(yùn)動員距離10 m左右，攝像機(jī)的主光軸對準(zhǔn)運(yùn)動員的髖關(guān)節(jié)），如圖1所示。

1.2.2 錄像解析法

將拍攝的動作視頻導(dǎo)入到星高鈦解析軟件，根據(jù)抓舉技術(shù)特點(diǎn)選取運(yùn)動員的肩關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)和杠鈴片中心5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行建模并逐幅解析（如圖2所示）。解析后導(dǎo)出每個(gè)運(yùn)動員在5個(gè)特征畫面的髖、膝、踝關(guān)節(jié)角度的變化情況、杠鈴上升高度和杠鈴上升花費(fèi)時(shí)間的變化數(shù)據(jù)及4個(gè)動作階段的膝角、髖角和軀干角的變化及杠鈴上升高度的變化情況。

圖 1 高速采集系統(tǒng) 圖 2 簡化模型

1.2.3 動作階段的劃分

本文對抓舉技術(shù)動作地分析是從杠鈴離地瞬間開始到杠鈴達(dá)到最高點(diǎn)，這一階段是抓舉動作的主要階段[6-9]。為了便于科學(xué)、細(xì)致地分析抓舉技術(shù)動作，將這個(gè)動作階段又劃分為4個(gè)階段：1）伸膝提鈴階段，從杠鈴離地開始至伸膝最大時(shí)刻（膝關(guān)節(jié)角最大），通常稱之為伸膝提鈴動作；2）引膝到位階段，膝關(guān)節(jié)角從伸膝最大時(shí)刻開始到引膝最大時(shí)刻（膝關(guān)節(jié)角最小），即引膝提鈴動作；3）展體加速階段，膝關(guān)節(jié)角從引膝最大時(shí)刻（膝角最小）開始到杠鈴上升速度達(dá)到最大時(shí)刻，即最大發(fā)力階段；4）慣性上升階段，從杠鈴上升速度最大時(shí)刻開始到杠鈴達(dá)到最高點(diǎn)。劃分動作階段的特征畫面如圖3所示。

圖 3 抓舉技術(shù)的特征畫面

1.2.4 研究指標(biāo)及其定義

舉重運(yùn)動員提舉杠鈴的力可以分解為水平方向的力和垂直向上的力，也就是說運(yùn)動員對杠鈴分別有水平方向和垂直方向的做功；但是運(yùn)動員使杠鈴發(fā)生水平方向的運(yùn)動所做的是無用功，只有垂直向上的做功才是有效功。根據(jù)功能原理得出：W=（12mv22+mgh2）-（12mv21+mgh1），其中m為運(yùn)動員所舉起的杠鈴質(zhì)量，v2為本階段末杠鈴的垂直速度，g是重力加速度，h2為本階段末杠鈴的高度，v1為本階段杠鈴的初始垂直速度，h1為本階段初始時(shí)杠鈴的高度。知道了某一動作階段結(jié)束時(shí)杠鈴的速度和杠鈴的質(zhì)量就可以算出此時(shí)杠鈴的動能，根據(jù)杠鈴此時(shí)的高度和杠鈴質(zhì)量可以算出此時(shí)杠鈴的重力勢能，將動能和重力勢能相加便可得到本階段動作結(jié)束時(shí)杠鈴的機(jī)械能；同理，可求出本階段動作開始時(shí)杠鈴的機(jī)械能。將本階段動作結(jié)束時(shí)的機(jī)械能減去本階段動作開始時(shí)的機(jī)械能便可得出在該動作階段杠鈴機(jī)械能的增加，而杠鈴機(jī)械能的增加恰恰是因?yàn)檫\(yùn)動員對杠鈴做了功，由此便可間接求出本階段運(yùn)動員所做的功的多少，從而更進(jìn)一步根據(jù)杠鈴上升的高度h，由F=Wh計(jì)算出運(yùn)動員對杠鈴施加的向上的有效作用力F。P=Wt，P1=PG，P為運(yùn)動員的有效功率，W為運(yùn)動員所做的有效功，t為杠鈴上升到某一階段所花費(fèi)的時(shí)間，P1為運(yùn)動員的相對有效功率，G為運(yùn)動員體重。

1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法

使用SPSS 17.0對優(yōu)秀運(yùn)動員與普通運(yùn)動員抓舉過程中的人體關(guān)節(jié)角度變化、杠鈴上升高度百分比、杠鈴上升花費(fèi)時(shí)間百分比、有效功百分比、相對平均功率和相對有效力等指標(biāo)進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，顯著性差異用P<0.05 表示，非常顯著性差異用P<0.01 表示，比較兩者間相關(guān)數(shù)據(jù)的差異是否顯著。

表 2 研究指標(biāo)及其定義

2 結(jié)果與討論

2.1 不同水平運(yùn)動員最大鈴速和慣性上升階段鈴升的比較

抓舉過程中杠鈴垂直方向的最大鈴速和慣性上升階段杠鈴上升的高度被認(rèn)為是衡量舉重運(yùn)動員發(fā)力效果的主要指標(biāo)。多數(shù)教練認(rèn)為發(fā)力結(jié)束后最大鈴速越大、杠鈴在慣性上升階段上升的高度越高就說明運(yùn)動員發(fā)力效果越好，運(yùn)動員的下降定鈴、鎖肩、支撐的時(shí)間就越充分，動作的成功率也就越高。反之，抓舉動作就容易失敗。以往的經(jīng)驗(yàn)告訴我們優(yōu)秀運(yùn)動員在最大鈴速和慣性上升階段鈴升這2個(gè)指標(biāo)肯定要大于普通運(yùn)動員；但從表3可以看出，對于最大鈴速和慣性上升階段鈴升2個(gè)指標(biāo)來說，優(yōu)秀運(yùn)動員和普通運(yùn)動員相比數(shù)據(jù)基本相同，甚至普通運(yùn)動員的最大鈴速平均值比優(yōu)秀運(yùn)動員還要大。通過對10 名優(yōu)秀運(yùn)動員和10名普通運(yùn)動員的最大鈴速和慣性上升階段鈴升進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果顯示二者P值都大于顯著性水平0.05，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明優(yōu)秀運(yùn)動員和普通運(yùn)動員比較無顯著性差異。

表 3 不同水平運(yùn)動員最大鈴速和

慣性上升階段鈴升的比較

（n=20）

2.2 不同水平運(yùn)動員各動作階段身體關(guān)節(jié)角度變化情況

通過運(yùn)動員在抓舉過程中身體各關(guān)節(jié)角度的變化情況可以看出，運(yùn)動員在各階段完成動作的幅度大小、是否存在腰背過早參與動作及過早發(fā)力的現(xiàn)象。

通過表4可以明顯看出，在伸膝提鈴階段普通運(yùn)動員的膝角變化和髖角變化均大于優(yōu)秀運(yùn)動員，這是因?yàn)槠胀ㄟ\(yùn)動員在此階段可能腰背打開過早，存在過早發(fā)力的問題。在展體加速階段優(yōu)秀運(yùn)動員在膝角變化、髖角變化和俯仰變化方面均大于普通運(yùn)動員，運(yùn)動員身體各環(huán)節(jié)伸展越充分對杠鈴做功距離就越長，這說明在抓舉的展體加速階段優(yōu)秀運(yùn)動員發(fā)力效果明顯好于普通運(yùn)動員。

通過對優(yōu)秀運(yùn)動員和普通運(yùn)動員各動作階段的膝角變化、髖角變化和俯仰變化進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，其P值都大于0.05，表明二者在4個(gè)動作階段的膝角變化、髖角變化和俯仰變化均無顯著差異。

表 4 不同水平運(yùn)動員各動作

階段身體關(guān)節(jié)角度變化

（n=20）

2.3 不同水平運(yùn)動員各動作階段杠鈴上升時(shí)間百分比、杠鈴上升高度百分比和有效功百分比情況

從表5可以看出，普通運(yùn)動員在伸膝提鈴階段的杠鈴上升高度百分比和有效功百分比均大于優(yōu)秀運(yùn)動員對應(yīng)的指標(biāo)，而在展體加速階段和慣性上升階段優(yōu)秀運(yùn)動員的杠鈴上升高度百分比和有效功百分比均大于普通運(yùn)動員對應(yīng)的指標(biāo)。結(jié)合表4數(shù)據(jù)本研究進(jìn)一步表明，在伸膝提鈴階段普通運(yùn)動員身體打開過早，髖關(guān)節(jié)過早參與發(fā)力，而優(yōu)秀運(yùn)動員在展體加速階段由于身體充分伸展，各關(guān)節(jié)同時(shí)發(fā)力導(dǎo)致杠鈴上升高度和做功都超出了普通運(yùn)動員。

表 5 不同水平運(yùn)動員各動作階段杠鈴上升高度百分比、杠鈴上升時(shí)間百分比、有效功百分比 （n=20）

%

通過對優(yōu)秀運(yùn)動員和普通運(yùn)動員在各動作階段的杠鈴上升高度百分比、杠鈴上升花費(fèi)時(shí)間百分比和有效功百分比進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示所有的P值均大于0.05，表明了優(yōu)秀運(yùn)動員和普通運(yùn)動員在抓舉過程中杠鈴上升高度百分比、杠鈴上升花費(fèi)時(shí)間百分比和有效功百分比之間比較均無顯著差異。

2.4 不同水平運(yùn)動員各動作階段相對平均功率、相對有效力的比較

通過表6可以看出優(yōu)秀運(yùn)動員在各個(gè)動作階段的相對平均功率和相對有效力均大于普通運(yùn)動員，尤其在展體加速階段優(yōu)秀運(yùn)動員的優(yōu)勢表現(xiàn)得更加明顯。這些差異表明優(yōu)秀運(yùn)動員在展體加速階段比普通運(yùn)動員表現(xiàn)出更好的爆發(fā)力水平，動作技術(shù)更加合理。

表 6 不同水平運(yùn)動員各動作

階段相對平均功率、相對有效力

（n=20）

注：*表示在各動作階段中優(yōu)秀運(yùn)動員和普通運(yùn)動員的相對平均功率和相對有效力間有著顯著差異，P<0.05。

對優(yōu)秀運(yùn)動員和普通運(yùn)動員各動作階段的相對平均功率和相對有效力進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果為：1）不同水平運(yùn)動員在伸膝提鈴和引膝到位階段中相對平均功率的P值大于0.05，展體加速和慣性上升階段中相對平均功率的P值小于0.05，表明二者在伸膝提鈴和引膝到位階段中相對平均功率無顯著差異，在展體加速階段和慣性上升階段中，二者的相對平均功率有顯著差異。2）不同水平運(yùn)動員各動作階段相對有效力的P值均小于0.05，表明在抓舉4個(gè)動作階段中優(yōu)秀運(yùn)動員與普通運(yùn)動員的相對有效力存在顯著差異。表面上看，杠鈴的重量是造成差異的主要原因，但最終還是由運(yùn)動員的專項(xiàng)力量水平?jīng)Q定的。3）在伸膝提鈴和引膝到位階段，優(yōu)秀運(yùn)動員和普通運(yùn)動員的相對平均功率無顯著差異，而在展體加速階段二者的相對平均功率存在顯著差異，說明展體加速階段的相對平均功率也是判斷一個(gè)運(yùn)動員是否優(yōu)秀的重要指標(biāo)。

3 結(jié)論

通過比較優(yōu)秀運(yùn)動員和普通運(yùn)動員的技術(shù)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)：

1）在最大鈴速和慣性上升階段鈴升這2個(gè)指標(biāo)方面，優(yōu)秀運(yùn)動員與普通運(yùn)動員比較，數(shù)據(jù)上相差無幾，統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)無顯著性差異。

2）在伸膝提鈴階段普通運(yùn)動員的膝角變化和髖角變化均大于優(yōu)秀運(yùn)動員，而在展體加速階段優(yōu)秀運(yùn)動員在膝角變化、髖角變化和軀干俯仰變化方面均大于普通運(yùn)動員，但是均無顯著性差異。

3）普通運(yùn)動員在伸膝提鈴階段的杠鈴上升高度百分比和有效功百分比均大于優(yōu)秀運(yùn)動員，而在展體加速階段和慣性上升階段優(yōu)秀運(yùn)動員的杠鈴上升高度百分比和有效功百分比均大于普通運(yùn)動員，但是均無顯著性差異。

4）優(yōu)秀運(yùn)動員在各個(gè)動作階段的相對平均功率和相對有效力均大于普通運(yùn)動員，尤其在展體加速階段優(yōu)秀運(yùn)動員的優(yōu)勢表現(xiàn)得更加明顯，這些差異表明優(yōu)秀運(yùn)動員在展體加速階段比普通運(yùn)動員表現(xiàn)出更好的爆發(fā)力水平，動作技術(shù)更加合理。

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