陳祥子

宣城職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)教育部，安徽宣城，242000

扣球是籃球比賽中重要的得分手段。分析兩支不同隊伍的扣球命中率和出手機(jī)會是籃球比賽在不同戰(zhàn)術(shù)下分析得分的重點(diǎn)內(nèi)容[1-3]。命中率的高低直接關(guān)系到球員的優(yōu)秀程度[4-6]。運(yùn)動員在扣球過程中，需要下肢踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)以及上肢腕關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)發(fā)力，扣球能否成功與這些關(guān)節(jié)的運(yùn)動密切相關(guān)?；@球運(yùn)動員想要提高命中率，不僅上肢動作要精準(zhǔn)發(fā)力，而且下肢動作也要協(xié)調(diào)發(fā)力。因此，在培養(yǎng)優(yōu)秀籃球運(yùn)動員過程中需要對其上下肢的動作進(jìn)行基礎(chǔ)性鍛煉[7]。鑒此，本文以12名籃球?qū)I(yè)運(yùn)動員為研究對象，對其扣球動作的上下肢生物力學(xué)影響因素進(jìn)行分析。

1 實(shí)驗(yàn)對象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對象

選取12名右手持球的男性籃球?qū)I(yè)運(yùn)動員作為測試對象(編號分別為1、2、3、…、12)，所選測試對象均具有良好的運(yùn)動能力。測試24 h內(nèi)12名測試對象沒有進(jìn)行過劇烈運(yùn)動，肌肉狀態(tài)飽滿有力，將扣球動作作為研究內(nèi)容。測試基本情況見表1。

表1 測試運(yùn)動員基本情況

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)規(guī)定動作

雙腳與肩同寬，原地開立，身體重心落在兩腳間，屈肘，上體放松并稍后仰。扣球時腰腹伸展，下肢蹬地發(fā)力，手腕前屈帶動手指彈撥球。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)測試儀器與測試方法

使用的攝像機(jī)為日本生產(chǎn)的卡西歐高速攝像機(jī)；無線遙感表面肌電測試儀為芬蘭制造的MegaWin ME 6000。先進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行選擇。運(yùn)動員進(jìn)行5次規(guī)定的試驗(yàn)動作，記錄分析的數(shù)據(jù)為球空心入籃且最規(guī)范的動作?，F(xiàn)場示意圖如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場示意圖

1.2.3 測試步驟

第一步是讓測試隊員了解測試規(guī)定動作及注意事項(xiàng)；第二步是將高速攝像機(jī)準(zhǔn)備好，拍攝距離為10.5 m、拍攝范圍為2.5 m、頻率為122 f/s、機(jī)高為1.25 m，肌電測試儀頻率為1000 Hz；第三步是調(diào)節(jié)攝像機(jī)和肌電測試儀同步；第四步是測試肌肉及Mark點(diǎn)貼點(diǎn)位置(足跟后部、足尖、膝關(guān)節(jié)外側(cè)、外踝、肩峰、髖關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)外側(cè)、肘關(guān)節(jié)外側(cè))；第五步是測試每位運(yùn)動員的肌電信號。

1.2.4 數(shù)據(jù)采集及處理

根據(jù)攝像機(jī)采集的數(shù)據(jù)，基于實(shí)地拍攝的方式確定相關(guān)運(yùn)動學(xué)參數(shù)。運(yùn)用MegaWin ME 6000肌電系統(tǒng)采集肌電信號，APAS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。肌電幅度(RMS)%等于實(shí)測RMS除以最大自主等長收縮時RMS的百分比值。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)扣球過程中運(yùn)動員的運(yùn)動和各關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，最終確定扣球出手、扣球持球上舉是構(gòu)成原地單手肩上扣球的兩個主要構(gòu)成部分。

2.1 運(yùn)動員完成完整扣球過程的時間劃分

運(yùn)動員完成完整扣球過程的時間劃分見表2。由表2可知，完成整個扣球過程，12位運(yùn)動員所需平均時間為1.00 s，其中最慢的為1.06 s，最快的為0.94 s。在持球上舉階段，運(yùn)動員所需平均時間為0.68 s，其中最慢的為0.76 s，最快的為0.63 s。在球出手階段，所需平均時間為0.35 s，其中最慢的為0.43 s，最快的為0.32 s。與球出手階段相比，持球上舉階段花費(fèi)的時間更長，從自下而上傳遞力量的角度來看，充分持球上舉的動作過程更為順暢且易于實(shí)現(xiàn)。

表2 運(yùn)動員完成完整扣球過程的時間劃分s

運(yùn)動員編號123456789101112x-±s持球上舉階段0.760.650.650.630.680.670.720.700.680.640.670.710.68±0.03球出手階段0.320.340.330.320.370.430.340.320.330.330.350.380.35±0.04共用時間1.020.980.990.941.041.060.990.971.010.981.021.031.00±0.07

2.2 原地單手肩上扣球過程的肌電分析

2.2.1 原地單手肩上扣球技術(shù)動作過程中各肌肉放電的開始時間

運(yùn)動員扣球過程中肌肉放電的時間特征見表3。由表3可知，在單手肩上扣球時，最早放電的是左右腿腓腸肌、左右腿股直肌，肱三頭肌是最后放電的部位。在扣球過程中，左右腿腓腸肌持續(xù)放電時間最長，左右腿股直肌次之，腹直肌持續(xù)放電時間最短?？矍驎r，腹直肌最先結(jié)束放電，三角肌次之，最后結(jié)束放電的是左右腿腓腸肌、肱三頭肌。

表3 運(yùn)動員扣球過程中肌肉放電的時間特征(n=12)ms

股直肌(左)股直肌(右)腹直肌三角肌肱二頭肌肱三頭肌腓腸肌(左)腓腸肌(右)背闊肌(右)開始時間5252681.3269.0287.1686.85252670.3標(biāo)準(zhǔn)差0014.5241.6552.1170.110030.46結(jié)束時間1 0371 037781.8890.4991.41 0421 0421 042986.6標(biāo)準(zhǔn)差72.572.584.630.8249.7475.0662.7762.7742.88持續(xù)時間1 0371 037101.8622.5705.5355.41 0421 042317.4標(biāo)準(zhǔn)差72.572.525.8967.9953.9357.7865.2765.2754.53

注：以最先開始發(fā)力的肌肉時刻為52時刻。

2.2.2 原地單手肩上扣球技術(shù)動作的表面肌電幅度分析

原地單手肩上扣球技術(shù)動作表面肌電幅度對比情況見表4。從表4可以看出，下肢左側(cè)腓腸肌的肌電幅度最大，其次為右側(cè)腓腸肌。在持球上舉階段，最先開始發(fā)力的是左右腿股直肌、左右腿腓腸肌，且持續(xù)時間較長，其中左右腿股直肌的肌電幅度均比左右腿腓腸肌小。在上肢所測肌肉中肌電幅度最大的是三角肌，這表明手臂上舉原動肌是肱二頭肌、三角肌，使前臂在肘關(guān)節(jié)處屈的是肱二頭肌，從而帶動籃球向后運(yùn)動。在球出手階段，再次發(fā)力的是左右腿腓腸肌后側(cè)，力量較大。其次發(fā)力作用于籃球的是肱三頭肌。肱三頭肌稍晚開始放電，因此放電結(jié)束時間也排在最后。在球出手階段，三角肌和原動肌是上肢所測肌肉中肌電幅度的主要構(gòu)成，其作用和地位都非常顯著。身體重心在持球上舉的過程中開始提升，此時，左右腿股直肌實(shí)測肌電幅度并非完全一致。但右側(cè)腓腸肌實(shí)測肌電幅度明顯高于左側(cè)腓腸肌實(shí)測肌電幅度，這是因?yàn)?2位運(yùn)動員在實(shí)際訓(xùn)練當(dāng)中都是右手持球和扣球的，最后起跳發(fā)力都是左腿。

表4 原地單手肩上扣球技術(shù)動作表面肌電幅度對比%

運(yùn)動員編號股直肌(左)股直肌(右)腹直肌三角肌肱二頭肌肱三頭肌腓腸肌(左)腓腸肌(右)背闊肌(右)15.525.433.0210.616.538.0214.418.985.5126.666.523.2210.017.677.9115.719.326.6537.417.212.9711.818.449.2216.418.017.1245.775.643.0610.716.778.2417.118.575.6756.326.223.4212.217.229.0216.019.456.2667.217.013.5111.418.169.2117.018.726.9976.436.323.2411.708.479.2217.509.787.4386.746.633.3610.577.859.7615.918.425.5295.575.412.8810.796.388.4114.989.116.19107.557.492.2311.827.839.3316.579.826.70117.527.473.5310.468.178.1117.288.306.39125.635.582.6212.216.898.3015.438.887.88

2.3 原地單手肩上扣球動作過程的運(yùn)動學(xué)分析

一套完整的技術(shù)并不是單一動作和環(huán)節(jié)就能構(gòu)成的，需要各個動作和環(huán)節(jié)前后呼應(yīng)，且相互銜接，否則將會對動作完成的效果產(chǎn)生極大的影響[8]。從生物力學(xué)角度可看出，增大關(guān)節(jié)的屈伸幅度，將會增大其附近的肌群承受荷載，肌肉回縮力量較小[9]。各關(guān)節(jié)屈伸角度均有一定的范圍，并不是越大越好[10]。整個扣球過程膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)的運(yùn)動學(xué)分析見表5。

表5 整個扣球過程膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)的運(yùn)動學(xué)分析

由表5可知，在扣球動作開始時，運(yùn)動員瞬間膝關(guān)節(jié)角度為112.40°，此時記作時刻1。在球出手的瞬間，運(yùn)動員膝關(guān)節(jié)角度為172.31°，此時記作時刻4，角度變化為60.19°。關(guān)節(jié)伸展時間為1.02 s，平均角速度為59.58°/s。運(yùn)動員在持球準(zhǔn)備時，會保持膝關(guān)節(jié)的彎曲狀態(tài)，通過彈性勢能的存儲確保膝關(guān)節(jié)能夠正常伸展。

在發(fā)生扣籃動作時，運(yùn)動員髖關(guān)節(jié)角度為162.72°，此時記作時刻1。在扣球動作完成的瞬間，運(yùn)動員髖關(guān)節(jié)角度為178.35°，此時記作時刻4，角度變化為14.62°。關(guān)節(jié)伸展時間為1.01 s，平均角速度為15.29°/s。在扣球過程中，髖關(guān)節(jié)在連接上下肢時發(fā)揮了主要作用，在持球上舉階段，保持運(yùn)動員身體相對穩(wěn)定也主要由髖關(guān)節(jié)發(fā)揮作用。

在扣球時運(yùn)動員踝關(guān)節(jié)角度為75.48°，此時記作時刻1。在扣球動作完成的瞬間，運(yùn)動員踝關(guān)節(jié)角度為111.84°，此時記作時刻4，角度變化為36.63°。關(guān)節(jié)伸展時間為1.02 s，平均角速度為36.48°/s。通過高速攝像系統(tǒng)分析，踝關(guān)節(jié)在球出手階段有一次充分蹬伸過程，這使運(yùn)動員整個重心上移，出手高度增加，從而能提高扣球命中率。

在完成持球上舉瞬間，運(yùn)動員在時刻1動作時，肘關(guān)節(jié)角度為81.43°。在時刻4動作時，運(yùn)動員球出手瞬間角度為143.08°。肘關(guān)節(jié)變化幅度為61.44°，伸展時間為0.35 s，平均角速度為184.58°/s。球出手階段由肘關(guān)節(jié)伸展幅度大小決定，手作用于球的距離、時間只有一定量的積累才對球出手速度有利。

2.4 整個扣球過程中各個關(guān)節(jié)角度伸展幅度對比分析

整個扣球過程中各個關(guān)節(jié)角度伸展幅度見表6。由表6可知，髖關(guān)節(jié)變化幅度最小為13.9°,肘關(guān)節(jié)變化幅度最大為66.5°，膝關(guān)節(jié)最大為63.0°。結(jié)合人體構(gòu)造，膝關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的屈伸角度變化范圍非常大。從生物力學(xué)方面看，關(guān)節(jié)屈伸幅度較大會增加關(guān)節(jié)附近肌肉的負(fù)荷，對肌肉的伸縮靈活度產(chǎn)生極大影響。

表6 整個扣球過程中各個關(guān)節(jié)角度伸展幅度(°)

關(guān)節(jié)123456789101112x-±s踝關(guān)節(jié)38.937.534.739.336.737.935.738.234.837.639.138.637.42±1.8膝關(guān)節(jié)63.063.062.957.459.262.062.859.860.758.960.759.760.84±2.0髖關(guān)節(jié)17.213.918.715.515.314.918.615.717.316.715.615.216.22±1.5肘關(guān)節(jié)60.856.366.565.863.963.061.562.464.258.959.762.462.12±3.1

2.5 整個扣球過程中各個關(guān)節(jié)角速度對比分析

扣球過程中各個關(guān)節(jié)角速度分析見表7。由表7可知，肘關(guān)節(jié)角速度最大為209.8°/s，髖關(guān)節(jié)角速度最小為14.0°/s。在扣球過程中，變化幅度最小的是髖關(guān)節(jié)，其主要作用是連接上下肢。在持球上舉階段，髖關(guān)節(jié)的主要作用是保持運(yùn)動員身體的相對穩(wěn)定。踝關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)在此過程為主動蹬伸，在扣球動作發(fā)生時，會向上加速提升運(yùn)動員的身體，使其重心高度顯著提升，以確?；@球命中率。

表7 扣球過程中各個關(guān)節(jié)角速度分析(°/s)

關(guān)節(jié)角速度123456789101112x-±s踝關(guān)節(jié)角速度38.537.935.042.235.035.537.236.838.341.536.235.837.49±2.5膝關(guān)節(jié)角速度62.463.663.561.656.458.060.961.763.262.457.259.160.83±4.2髖關(guān)節(jié)角速度17.114.018.916.614.614.015.317.416.718.316.114.616.13±1.6肘關(guān)節(jié)角速度193.7168.4193.7209.8166.4159.8183.4192.7178.4198.6167.8167.9181.72±22.1

2.6 整個扣球過程中各個關(guān)節(jié)伸展時間對比分析

扣球過程中各個關(guān)節(jié)伸展時間見表8。由表8可知，肘關(guān)節(jié)伸展時間最短，為0.35 s。從運(yùn)動員扣球動作開始，踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)伸展全程參與。因而，踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)伸展時間均為1.02 s。在各關(guān)節(jié)的測試中，運(yùn)動狀態(tài)最活躍的是肘關(guān)節(jié)，這也與籃球飛行軌跡有一定關(guān)系。

表8 扣球過程中各個關(guān)節(jié)伸展時間s

關(guān)節(jié)123456789101112x-±s踝關(guān)節(jié)1.021.001.000.951.061.091.011.021.040.991.031.071.02±0.07膝關(guān)節(jié)1.021.001.000.951.061.091.011.021.040.991.031.071.02±0.07髖關(guān)節(jié)1.021.001.000.951.061.091.011.021.040.991.031.071.02±0.07肘關(guān)節(jié)0.320.320.340.320.390.410.330.320.320.320.370.390.35±0.04

3 結(jié) 論

本文以12名籃球?qū)I(yè)運(yùn)動員為研究對象，運(yùn)用無線遙感表面肌電測試儀測量其扣球動作中相關(guān)肌肉的生物電變化，運(yùn)用高速攝像機(jī)捕捉其扣球動作中各關(guān)節(jié)運(yùn)動狀態(tài)并進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，得出如下結(jié)論：

(1)扣球過程中最先開始發(fā)力的是下肢所測肌肉，以自下而上的方式傳遞力量，最后發(fā)力的部位實(shí)際為上肢肱三頭肌。左右腿腓腸肌持續(xù)發(fā)力時間最長，也是最大限度地用力部位。

(2)在扣球過程中，平均角速度最大的是肘關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)角度伸展時間最短，伸展幅度最大。角速度變化幅度最小的是髖關(guān)節(jié)，在扣球過程中確保髖關(guān)節(jié)相對穩(wěn)定，對動作過程前后銜接和動作穩(wěn)定性有利。

(3)籃球運(yùn)動員在訓(xùn)練中應(yīng)以下肢為基礎(chǔ)，要重點(diǎn)關(guān)注各關(guān)節(jié)正確運(yùn)動形式。將扣球命中率、動作自動化效果提高。運(yùn)動員個體間存在一定的差異，在訓(xùn)練過程中，應(yīng)重視單手肩上扣球技術(shù)動作，抓住每次扣球得分的機(jī)會。

(4)在日常力量練習(xí)中，要重視小肌肉群力量的訓(xùn)練及局部大肌肉群肌肉力量的訓(xùn)練，使原地單手肩上扣球所需肌群的肌肉力量全面提高。