楊清澄

（山西大學體育學院，山西 太原 030006）

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我國優(yōu)秀男子鉛球運動員最后用力技術的三維運動學研究

楊清澄

（山西大學體育學院，山西 太原 030006）

摘 要：本文運用圖像采集解析法與數(shù)理統(tǒng)計法等研究方法，對第12屆全運會男子鉛球前8名運動員的最后用力技術進行系統(tǒng)的運動學分析，以揭示鉛球運動員最后用力技術的內在規(guī)律與本質特征。結果表明，我國優(yōu)秀男子鉛球運動員最后用力加速準備階段的技術動作和用力順序比較合理，但支撐腿制動效果不夠理想；鉛球運行速度與身體重心速度差值較??；鉛球出手的速度不及世界優(yōu)秀選手。

關鍵詞：優(yōu)秀男子；鉛球運動員；最后用力技術；三維運動學

投稿日期：2015-12-25

綜觀我國鉛球運動的發(fā)展歷程，女子鉛球運動處于世界先進水平，曾有多人多次在世界大賽中獲得獎牌，如李梅素、黃志紅、隋新梅、鞏立姣、李玲等。而男子鉛球運動水平與世界水平相比有著較大的差距。例如，第15屆田徑世錦賽與第12屆全運會男子鉛球前8名運動員平均成績分別為21.20m和19.21m，二者相差近2.00m，可見差距之大。雖然，鉛球屬于體能快速力量類的項目，但合理有效地技術更能發(fā)揮運動員的體能，特別是鉛球的最后用力技術，這是鉛球技術中的關鍵環(huán)節(jié)，對鉛球的最終運動成績具有十分重要的作用。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

我國優(yōu)秀男子鉛球運動員最后用力技術的三維運動學研究。本文選取參加2013年在遼寧省沈陽市舉行的第12屆全運會男子鉛球前8名運動員最后用力技術作為實驗對象。運動員最優(yōu)成績?yōu)?0.12m，最差成績?yōu)?8.83m，平均成績?yōu)?9.20m，這代表了目前我國男子鉛球運動的最高水平。

1.2 研究方法

1.2.1 圖像采集解析法 在比賽現(xiàn)場采用2臺日本產SNOY NEX-VG20E 高速攝像采集系統(tǒng)對第12 屆全運會男子鉛球12名運動員的投擲技術動作進行錄像。2臺機器采用同步定點、定焦拍攝，拍攝運動員投擲動作的全過程。2臺機器架置的位置分別為：A機置于運動員投擲臂一側（右側），B機置于運動員正前方。2臺機器的高度均為1.2m，拍攝頻率為200 Hz，距離投擲圈均為10m，主光軸均對準垂投擲圈，主光軸的夾角為90°；同時，在比賽結束之后，將輻射式PEAK框架（2.5×2.0×2.5）架于投擲圈的中心，對運動員的投擲動作進行空間標定。使用SIMI°Motion 三維運動影像分析系統(tǒng)分別對參加第12屆全運會男子鉛球前8名運動員最好成績的1次最后用力技術進行解析研究。在解析過程中，運動員身體、環(huán)節(jié)重心的計算選用松井秀治人體模型。

1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計法 運用計算機相關軟件對所獲得的技術指標進行數(shù)理統(tǒng)計與相關性分析，以便獲得所要分析的運動學參數(shù)。

2 結果與分析

為了研究方便，將鉛球的最后用力技術分為“三個時相”，即“左腳著地瞬間”“投擲臂離開下頜瞬間”和“鉛球出手瞬間”。其中，左腳著地瞬間——投擲臂離開下頜瞬間為“最后用力加速準備”階段；投擲臂離開下頜瞬間——鉛球出手瞬間為“最后用力加速”階段。

2.1 最后用力加速準備階段運動學分析

最后用力加速準備階段的主要任務就是在保持鉛球原有速度的基礎上，為投擲臂的加速用力做好最后的神經—肌肉準備，使鉛球能夠獲得更大的加速度，提高鉛球的出手速度，力爭優(yōu)異的運動成績。

在最后用力加速準備階段要求左腿（擺動腿）積極制動，形成牢固的支撐；右腿（支撐腿）有力蹬伸，以便帶動右髖積極向左轉動，從而使身體軀干轉向投擲方向。因此，在最后用力加速準備階段鉛球運動員投擲動作的肌肉用力應有一個合理的順序，即“左腳支撐—右腳蹬伸—右髖轉動—軀干轉動”。從表1可以看出，我國優(yōu)秀男子鉛球運動員的右膝速度與右髖速度平均值分別為3.02m/s和2.95 m/s，而且右膝速度大于右髖速度；右髖速度與左髖速度的平均值分別為2.95m/s 和2.70m/s，而且右髖速度大于左髖速度。這說明我國優(yōu)秀男子鉛球運動員右腿（支撐腿）的用力順序是合理有序的。另外，我國優(yōu)秀男子鉛球運動員右膝速度與左膝速度的平均值分別為3.02m/s和2.61m/s，右膝速度大于左膝速度0.41m/s。右膝速度大，說明運動員能夠在左腿制動的前提下，通過右腿的有力蹬伸、積極內扣、轉動，使髖部快速轉向投擲方向，為下一階段的積極爆發(fā)用力、順利完成推鉛球技術的整個環(huán)節(jié)創(chuàng)造了良好的條件，從而能夠形成鉛球速度疊加與動量的傳遞。

從表2不難看出，我國與世界優(yōu)秀男子鉛球運動員在最后用力加速準備階段左膝角的平均值分別為159.1°和165.8°。左腿膝關節(jié)角度小，說明沒有形成牢固的左側支撐。由于左腿制動效果不夠理想，必然會影響鉛球速度的疊加與動量的傳遞。但是，從上述的速度變化來看，我國優(yōu)秀男子鉛球運動員的左腿支撐較好，能夠形成鉛球速度疊加與動量的傳遞。這是否存在著矛盾？其實不然。首先，中國優(yōu)秀男子鉛球運動員的膝角大小存在差異；其次，中國與世界優(yōu)秀男子鉛球運動員的技術細節(jié)還存在一定的差距。我國與世界優(yōu)秀男子鉛球運動員鉛球運行的距離平均值分別為23.1cm和25.1cm。鉛球運行的距離短，說明運動員對鉛球受力的作用時間較短，沒有給鉛球更大的作用力。我國優(yōu)秀男子鉛球運動員在加速準備階段的時間平均值為0.04s，世界優(yōu)秀男子鉛球運動員的時間值為0.02s。但是，王廣甫與劉洋的時間與世界優(yōu)秀運動員相一致，其他運動員的準備階段時間較長。如果準備階段時間過長，就會延緩髖部和身體重心向投擲方向側移的速度，影響了“人-球”系統(tǒng)的速度疊加。所以，鉛球運動員在此階段既要盡可能地加長對鉛球的用力距離，又要盡可能地縮短對鉛球的用力時間，從而體現(xiàn)對鉛球的爆發(fā)用力，加快鉛球的出手速度，提高運動成績。

2.2 最后用力加速階段運動學分析

最后用力加速階段的主要任務就是不斷對鉛球施加更大的作用力，使其作用力值快速達到最大，保證鉛球獲得最大的加速度，使鉛球的運行速度達到最大值，形成合理的出手條件把鉛球推出去。

從表3可以看到，在最后用力加速階段，我國優(yōu)秀男子鉛球運動員右髖角速度平均值為410.61°/s。右髖角速度大，說明右髖向投擲方向旋轉的速度快，也就是右腿蹬伸有力，形成了蹬-轉的協(xié)調一致，有利于鉛球獲得更大的加速度。我國優(yōu)秀男子鉛球運動員右膝速度平均值為2.74m/s。右膝速度大，說明右腿蹬伸有力，能夠形成合理的下肢—腰腹—上肢發(fā)力順序，有利于力的傳遞，以便增加鉛球的運行速度，提高鉛球的出手速度。我國優(yōu)秀男子鉛球運動員最后用力加速的時間平均值為0.21s，其中王廣甫的加速時間最長，為0.24s。這說明施加于鉛球的作用力時間長，表現(xiàn)出的作用力值就大。

2.3 最后用力身體重心與鉛球速度節(jié)奏分析

最后用力階段要求運動員最大限度地動員機體的爆發(fā)用力，保證鉛球獲得最大的加速度，取得最大的出手速度，以適宜的出手角度把鉛球投出。

從表4可以看出，我國優(yōu)秀男子鉛球運動員在最后用力階段鉛球速度與身體重心速度平均值分別為2.52m/s與12.94m/s，二者差值為10.42m/s。世界優(yōu)秀男子鉛球運動員的鉛球速度為2.64m/s，身體重心速度為13.68m/s，鉛球速度與身體重心速度差值為11.04m/s。鉛球速度與身體重心速度差值越大，說明鉛球運動員所爆發(fā)的力量就越大，鉛球所獲得的加速度就越大。當然，運動員獲得的出手速度就越大，運動成績就越好。

表1　我國優(yōu)秀男子鉛球運動員最后用力加速準備階段速度變化比較

表2　我國優(yōu)秀男子鉛球運動員最后用力加速準備階段技術參數(shù)比較

表3　我國優(yōu)秀全運會男子鉛球運動員最后用力加速階段相關速度指標比較

2.4 最后用力階段鉛球出手條件的運動學參數(shù)分析

最后用力階段，鉛球出手瞬間的相關技術指標（出手速度、出手角度、出手高度）對鉛球的專項成績有著較大的影響。研究表明，當鉛球運動員身高與出手角度一定時，投擲距離與出手速度呈正比關系。因此，鉛球的出手速度是影響鉛球運動成績的關鍵因素，如何盡最大限度地提高鉛球的出手速度就成為運動員努力的方向。當然，出手角度和高度與鉛球的最終成績均有重要的關系。為此，人們通常將這些技術指標作為評價鉛球運動員最后用力技術優(yōu)劣的重要指標。

從表5中可以看出，我國優(yōu)秀男子鉛球運動員在最后用力階段出手速度平均值為12.51m/s，世界優(yōu)秀男子鉛球運動員的出手速度為13.26m/s，二者相差0.75m/s，這也是二者專項成績相差1.98m的主要原因。鉛球的出手速度是運動員通過滑步使鉛球獲得一定的運行速度以及在最后用力施加于鉛球的作用力使鉛球速度不斷疊加而形成的合速度。為此，提高鉛球的出手速度必須從整體考慮，既要保持在整個投擲過程中技術動作的協(xié)調性、連貫性和穩(wěn)定性，又要保證施加于鉛球的作用力不斷增大。只有這樣才能有效地提高鉛球的出手速度，提高鉛球的專項成績。

鉛球出手角度對其專項成績有著一定的影響。鉛球的出手角度是由鉛球出手瞬間的水平與垂直速度而決定的。因此，如何控制鉛球的出手角度應該從鉛球的出手瞬間的水平與垂直速度方面予以考慮。我國優(yōu)秀男子鉛球前8名運動員出手角度平均值為35.46°，世界優(yōu)秀男子鉛球運動員的出手角度一般在34°～38°之間。我國優(yōu)秀男子鉛球運動員的出手角度都在這個范圍之內。對于鉛球運動員來講，不存在所謂的“最佳出手角度”，只有最佳的出手速度和適宜的出手角度。也就是說，只有協(xié)調好鉛球出手瞬間的水平速度與垂直速度，形成最大的出手速度與適宜的出手角度，才能達到理想的效果，發(fā)揮運動員技術的最大效應。

鉛球的出手高度對其專項成績影響不大。由于優(yōu)秀鉛球運動員的身高、臂長與技術動作都基本定型，因而鉛球的出手高度基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。但是，鉛球的出手高度與出手角度有一定的關系，出手角度又與出手速度有著一定的關系。也就是說，鉛球的出手高度與出手速度也有必然的聯(lián)系。因此，對鉛球運動員的出手角度必須綜合評價與分析。從表5中可以看出，我國優(yōu)秀男子鉛球運動員出手高度平均值為2.23m，世界優(yōu)秀男子鉛球運動員的出手高度為2.32m，二者存在一定的差距。造成這種差距的原因除了我國優(yōu)秀男子鉛球運動員的身高、臂長等形態(tài)因素外，還有一個主要原因就是我國優(yōu)秀男子鉛球運動員沒有將鉛球的出手速度、高度和角度形成最佳的合理配備，形成完善的專項技術。對于鉛球運動員最后出手的每一個技術環(huán)節(jié)都應該盡最大努力去“細化”，使影響鉛球運動成績的各個因素與環(huán)節(jié)都能達到一個最佳化的組合，從而達到提高鉛球專項成績的目的。

表4　我國優(yōu)秀男子鉛球運動員最后用力階段鉛球和身體重心速度參數(shù)比較

表5　我國優(yōu)秀男子鉛球運動員最后用力階段鉛球出手瞬間的運動學參數(shù)比較

3 結論與建議

3.1 我國優(yōu)秀男子鉛球運動員最后用力加速準備階段的技術動作比較合理，能夠形成一個合理的用力順序。但是，左腿支撐不夠理想，制動效果不好，不利于力的傳遞，影響了鉛球速度的疊加。因此，進一步完善運動員的最后用力技術，形成“下肢—腰腹—上肢”合理的用力順序，保證鉛球速度的疊加和動量的傳遞。

3.2 我國優(yōu)秀男子鉛球運動員的鉛球運行距離較短，鉛球速度與身體重心速度差值偏小，不利于“人—球”系統(tǒng)的速度疊加，影響了鉛球的最后出手速度。加強運動員核心力量的訓練，更好地控制身體的扭緊程度，動員更多的肌群預選拉長，形成合力有效的發(fā)力過程，保證運動員對鉛球的最后爆發(fā)用力。

3.3 鉛球出手瞬間的速度是決定成績的關鍵因素，出手角度隨出手速度的變化而有所不同，出手高度基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。對鉛球運動員的技術必須大膽創(chuàng)新，力求在技術上尋求突破。從鉛球的技術原理來看，旋轉式推鉛球技術比滑步式技術更符合運動生物力學原理，而旋轉推鉛球技術要求運動員必須具備良好的協(xié)調能力和高度的旋轉平衡能力。我們能否在此尋求突破點，利用我們協(xié)調能力與平衡能力的優(yōu)勢，借鑒世界鉛球運動員的先進技術，力爭運動成績有所突破。

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作者簡介：楊清澄（1988～），在讀碩士研究生。研究方向：體育教育訓練學。

doi:10.3969/j.issn.1674-151x.2016.02.007

中圖分類號：G824.1

文獻標識碼：A

文章編號：1674-151X（2016）01-016-03