魏永敬，王廣亮

（石家莊理工職業(yè)學(xué)院 公共教學(xué)部，河北 石家莊 050000）

0 引言

競技太極拳是中華民族的文化瑰寶，目前，競技太極拳運動正向著難度高、動作新、動作美的方向發(fā)展，為了提高我國競技太極拳的水平，相關(guān)學(xué)者多采用先進的實驗儀器和設(shè)備對競技太極拳典型動作進行研究.

“騰空外擺蓮360°接提膝獨立（編碼324B+3）”是競技太極拳比賽中重要的難度動作，動作完成的質(zhì)量關(guān)系到運動員的最終成績.324B+3動作可分為起跳、騰空轉(zhuǎn)體、落地3個階段，其中，起跳是324B+3動作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，好的起跳技術(shù)是高質(zhì)量完成動作的保障[1].對此，本研究采用Ariel影像解析系統(tǒng)和三維測力臺測試系統(tǒng)對起跳動作進行分析和研究，旨在揭示324B+3起跳動作的規(guī)律，為教練員科學(xué)指導(dǎo)訓(xùn)練提供理論依據(jù)，進而提高運動員的成績.

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以河北師范大學(xué)12名國家一級競技太極拳運動員為研究對象，其健康狀況良好，基本情況見表1.

1.2 儀器設(shè)備

錄像拍攝與解析采用兩臺JVC9800高速攝像機，拍攝頻率為50格/s.三維測力臺采用兩塊中科院合肥智能所研制的SAFMS-T三維測力臺，大小為600 mm×600 mm，采集頻率為1 600 Hz，采集時間為10 s.

1.3 實驗方法

將測力臺固定在一塊長2 m、寬1.2 m的平臺凹槽中，兩塊測力臺之間無間距，平臺面與測力臺面在同一水平面上，將一塊長2 m、寬1.2 m的比賽專用地毯平放在平臺上.兩臺攝像機夾角接近90°，鏡頭中心距離地面約1.25 m，拍攝過程中，運動員輪流做動作5次，現(xiàn)場邀請了3名國家一級裁判員對動作進行確認.

表1 受試者基本情況

1.3.1 運動學(xué)數(shù)據(jù)處理

采用美國艾里爾（Ariel Dynamics）公司生產(chǎn)的The APAS System錄像解析系統(tǒng)對運動圖像進行解析，所得數(shù)據(jù)采用數(shù)字化濾波進行平滑處理，截斷頻率為10 Hz.使用SPSS 11.0軟件對所獲得的各項測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理.

1.3.2 動力學(xué)數(shù)據(jù)處理

采用三維測力平臺軟件獲取蹬伸階段的力、蹬伸沖量等動力學(xué)參數(shù).使用SPSS 11.0軟件對所獲得的各項測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理.

2 結(jié)果與分析

2.1 緩沖階段重心高度與緩沖時間

324B+3起跳動作分為緩沖和蹬伸階段，通過測試發(fā)現(xiàn)（表2），12名運動員在緩沖階段身體重心均下降，最大緩沖階段左右腿屈膝幅度均大于90°，其中，左腿屈膝幅度為131.87°±12.88°，右腿屈膝幅度為121.81°±15.27°，左腿屈膝幅度大于右腿，右膝角小于左膝角.顯然，運動員雙腿屈膝幅度越大，身體重心下降幅度越大，進而延長了髖、膝、踝關(guān)節(jié)蹬伸的距離和時間，在實測中發(fā)現(xiàn)，完成324B+3動作的緩沖時間為0.42 s±0.08 s，人體重心下降的幅度為0.41 m±0.49 m，且12名運動員都能成功完成動作，說明緩沖時間和重心高度較為合理，符合動作要求.

值得注意的是，緩沖階段身體重心下降幅度越大，緩沖時間越長，在力一定的情況下，增大了發(fā)作用力沖量，根據(jù)動量定理可知，合外力沖量增加，能夠提高起跳初速度，進而提高動作完成的質(zhì)量.但人是生物體，肌肉只有在高速沖擊下才能產(chǎn)生較大的張力[2]，緩沖時間過長易造成肌肉彈性勢能的利用率降低，所以緩沖的時間不易太長，應(yīng)適當縮短緩沖時間.相關(guān)研究[3]表明：緩沖在起跳動作中處于非常重要的地位，迅速完成緩沖并較早開始蹬伸是提高起跳速度的關(guān)鍵.縮短緩沖時間可以更快地改變運動方向，獲得更大的垂直速度，然而，緩沖時間過短又可能使緩沖動作不充分.因此，正確的緩沖技術(shù)應(yīng)該是在緩沖動作充分的前提下縮短緩沖時間.每個運動員在緩沖階段都有一個重心高度和緩沖時間的最佳結(jié)合點.

2.2 緩沖階段膝關(guān)節(jié)角度

在競技太極拳中，324B+3動作的起跳技術(shù)是全蹲式雙腳原地起跳，這種起跳方式具有騰起初速度大、髖膝踝關(guān)節(jié)蹬伸時間長、滯空時間短的特點.

在緩沖階段，隨著運動員身體重心的下降，膝關(guān)節(jié)的角度在減小，到最大緩沖時刻，左右膝角平均值分別達到 48.13°±5.59°和 58.19°±4.61°（表 2），符合雙腳起跳動作特點.有研究顯示[4]，起跳蹬伸階段的最大力值隨膝角的減小而增大，膝角在30°～45°之間蹬伸力達到最大值，膝角小于30°后，隨膝角的減小，蹬伸最大力值開始減小.本研究中，在最大緩沖時刻左右膝角在30°～45°之間，蹬伸瞬間蹬伸力未能達到最大值，而且，運動員起跳時兩腳基本在一條水平線上，并且是原地起跳，大大增加了運動員擺腿初速度的加速難度，下肢的爆發(fā)力顯得尤為重要，尤其是小腿三頭肌、股四頭肌的肌肉力量對完成最終動作至關(guān)重要.所以，在日常訓(xùn)練中可以采用負重提踵的方式發(fā)展小腿三頭肌，通過改變負荷及外部環(huán)境來增加難度，如在不穩(wěn)定支撐環(huán)境下完成負重提踵動作.此外，發(fā)展股四頭肌肌肉力量的方式有很多，如負重蹲舉，并且注意動作的規(guī)范性，否則易帶來腰部損傷.除了發(fā)展下肢的肌肉力量外，還要側(cè)重發(fā)展運動員的核心力量，因為核心部位是力量傳導(dǎo)的中樞環(huán)節(jié)，核心力量不強，易導(dǎo)致運動員的空中姿態(tài)控制不穩(wěn)定.上下肢的協(xié)調(diào)配合能力也需要在訓(xùn)練中加強.

表2 緩沖階段運動員運動學(xué)參數(shù)

2.3 蹬伸階段髖、膝、踝三關(guān)節(jié)角度

運動員起跳離地后，垂直速度的獲取主要取決于蹬伸階段，蹬伸技術(shù)決定了運動員離地后所能達到的高度，進而影響著后繼高難動作的完成.所以，蹬伸技術(shù)影響著動作完成的質(zhì)量.

324B+3動作采用原地雙腳起跳技術(shù)，為了保證空中轉(zhuǎn)體動作的完成，運動員需要在騰空階段身體重心達到一定的理想高度，否則影響動作的完成及質(zhì)量.為了達到理想的騰空高度，要求運動員在蹬伸階段，髖、膝、踝關(guān)節(jié)積極、快速、充分蹬伸，進而增加騰起初速度及騰起高度.科斯塔迪諾娃是世界優(yōu)秀跳高運動員，她在跳高起跳離地瞬間，起跳腿膝角為180°，顯然，科斯塔迪諾娃做到了充分蹬伸，提高了騰起初速度，為取得好成績奠定了基礎(chǔ).本研究中，運動員離地瞬間三關(guān)節(jié)伸展都比較充分，如表3所示.理論上講，在蹬伸階段踝、膝、髖三關(guān)節(jié)離地瞬間角度達到180°是最有利于起跳的，所以，在平時訓(xùn)練中，發(fā)展下肢肌肉力量顯得尤為重要，同時，還要側(cè)重核心力量訓(xùn)練及上、下肢協(xié)調(diào)能力訓(xùn)練，進而提高髖、膝、踝三關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)用力的能力.

髖、膝、踝三關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)用力完成了蹬伸動作，為了獲得最佳的騰空高度，運動員需要提高離地瞬間的垂直速度，蹬伸動作完成的效果決定了離地瞬間的垂直速度.從表4可以看出，在蹬伸過程中運動員右踝、右膝的變化量分別為56.15°和110.35°，左踝、左膝的變化量分別為66.83°和121.04°，顯然，右踝、右膝的變化量小，說明在蹬伸階段運動員身體的重心偏重右腿，而離地瞬間髖關(guān)節(jié)的變化量右髖明顯大于左髖，說明在起跳離地瞬間右腿的蹬伸擺動速度加快，主要來源于髖、膝、踝三關(guān)節(jié)的依次伸展.本研究表明，324B+3動作雖然是原地雙腳起跳，但在蹬伸過程中動力主要來源于右腿的蹬擺動作，左腿次之.

2.4 起跳階段髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度及肩髖夾角

武術(shù)競賽規(guī)則中明確規(guī)定：運動員轉(zhuǎn)體度數(shù)不夠?qū)⒖鄯?324B+3騰空階段是身體繞垂直軸旋轉(zhuǎn)360°，旋轉(zhuǎn)度數(shù)越高，難度越大，對運動員的要求越高，尤其是運動員的核心力量.事實上，324B+3動作的技術(shù)要求為：在身體緩沖到離地瞬間，身體轉(zhuǎn)過的角度和騰空階段轉(zhuǎn)過的角度相加達到360°即可，規(guī)則中沒有明確規(guī)定騰空前身體可旋轉(zhuǎn)的度數(shù)，所以，為了減少騰空階段身體旋轉(zhuǎn)的角度，騰空前身體要盡可能多地旋轉(zhuǎn).為了快速準確地完成空中轉(zhuǎn)體動作，運動員必須有足夠的轉(zhuǎn)體動力，其來源由離地瞬間身體繞垂直軸轉(zhuǎn)動的角動量和蹬伸時支撐反作用所提供的的偏心力矩組成[5].因此人體在支撐狀態(tài)下，身體繞垂直軸轉(zhuǎn)過的角度和速度，在一定程度上影響著騰空階段人體繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的動量矩的大小.根據(jù)研究內(nèi)容的需要，本研究選取髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度來分析和討論.

如表5所示，離地時，運動員髖關(guān)節(jié)已轉(zhuǎn)過的角度平均值為62.87°±10.22°，同時，起跳階段總平均時間為0.711 s，研究認為：運動員在0.711 s平均時間內(nèi)髖關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)了62.87°±10.22°，積累了一定的身體繞縱軸旋轉(zhuǎn)的動量矩，保證了后繼高難動作的完成.同時還發(fā)現(xiàn)，在起跳階段，運動員肩髖夾角發(fā)生了一定的變化（表5），開始緩沖時肩髖夾角平均值為13.49°±2.87°，離地瞬間肩髖夾角為35.02°±5.02°，說明運動員在起跳階段均不同程度地加大了軀干向右扭轉(zhuǎn).肩髖夾角的增大一方面便于右腿向右后上方的加速擺動，提高右腳離地瞬間擺腿的初速度；另一方面這種向右的回旋，加大了腹內(nèi)外斜肌、髖部肌群等肌肉群的肌肉初長度，進而增大了這些肌肉力值，為騰空轉(zhuǎn)體動作的完成奠定了基礎(chǔ).

表3 離地瞬間下肢各關(guān)節(jié)角度值 （°）

表4 蹬伸階段踝、膝、髖三關(guān)節(jié)角度相對變化量 （°）

表5 起跳階段髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度及肩髖夾角 （°）

2.5 起跳階段人體受到的支撐反作用力

起跳是324B+3動作的關(guān)鍵技術(shù)，為了使身體獲得較大的動量，順利完成空中轉(zhuǎn)體動作，運動員快速有力蹬地是關(guān)鍵.在起跳階段，身體重心的軌跡由起跳腿蹬地力量的大小和方向決定，為了揭示人體運動狀態(tài)變化的根本原因，本研究采用三維測力臺對起跳階段進行動力學(xué)分析，測試起跳過程中地面支撐反作用力的變化.Fx，F(xiàn)y，F(xiàn)z分別表示支撐面對起跳腳前后、左右、垂直方向上的支撐反作用力.圖1所示動態(tài)曲線Fz反映人體在垂直方向上起跳腳受到的地面支撐反作用力的大小，其值決定了人體騰空的高度.圖1中橫軸時間指的是起跳總時間的百分比.

圖1顯示人體在起跳階段垂直方向的受力情況，可以看到曲線比較規(guī)則，從曲線上看，運動員動作平穩(wěn)利落，尤其是在蹬伸階段，曲線呈雙峰一谷，且第二波峰明顯小于第一波峰，與原地縱跳的理想曲線明顯不同.原地縱跳曲線也是雙峰一谷，但第一波峰明顯大于第二波峰，第一波峰是髖、膝兩關(guān)節(jié)伸展產(chǎn)生的蹬伸力值，第二波峰是髖、膝、踝關(guān)節(jié)共同參與做大幅度的伸展運動產(chǎn)生的蹬伸力值[6].324B+3動作在蹬伸過程中髖、膝、踝關(guān)節(jié)依次蹬伸，協(xié)調(diào)用力，理想的曲線應(yīng)與原地縱跳曲線一致，但在蹬伸后期雙腳先后離地，且右腳先于左腳，這是第二個波峰小于第一個波峰的主要原因.

由動量定理可知，沖量的大小等于動量的變化量.騰空轉(zhuǎn)體階段的動力來源于離地前身體在蹬伸階段獲得的動量，通過沖量來研究運動員動作的變化.運動員完成324B+3動作，在起跳階段垂直方向的沖量為6 037.84 N·s，前后方向的沖量為237.98 N·s，左右方向的沖量為-180.92 N·s，垂直方向上的沖量最大，證明離地瞬間人體重心獲得了較大的垂直速度.左右方向的沖量較大，證明起跳階段身體有左右傾斜，這種傾斜在手臂動作的配合下使身體繞垂直軸轉(zhuǎn)體.

3 結(jié)論

圖1 起跳階段人體z軸受力曲線

在324B+3起跳蹬伸階段，運動員的下肢肌肉爆發(fā)力和核心力量對完成動作至關(guān)重要，訓(xùn)練過程中，應(yīng)側(cè)重發(fā)展核心肌群、小腿三頭肌、股四頭肌等的肌肉力量，上下肢的協(xié)調(diào)配合能力也需要在訓(xùn)練中加強；運動員在起跳階段均不同程度地加大了軀干向右扭轉(zhuǎn)，提高了右腳離地瞬間擺腿的初速度，加大了腹內(nèi)外斜肌、髖部肌群等肌肉群的肌肉初長度，為騰空轉(zhuǎn)體動作的完成奠定了基礎(chǔ)；起跳蹬伸階段運動員身體所受的垂直方向的沖量很大，是騰空轉(zhuǎn)體階段的動力來源.