（体育教育训练学专业论文）男子500m速滑运动员入弯道技术动作的运动学分析.pdf

学位论文独创性声明学位论文独创性声明 本人郑重声明所呈交的毕业暨学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作所取得成果的总结，内容真实。除文中特别加以标注和致谢之处，论文不包含 他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得本校或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。 与我一道工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文著作权使用授权书学位论文著作权使用授权书 本学位论文作者完全了解吉林体育学院有关硕士学位论文著作权的管理规 定。 特授权吉林体育学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 （保密的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 i 中中 文文 摘摘 要要 该文通过影像拍摄与解析的方法，获取了我国优秀男子 500m 速度滑冰运动 员入弯道技术的运动学参数数据，并运用生物力学方法对重心、关节角度和角速 度等因素的变化情况进行了研究和分析，以明确入弯道技术所具有的特征，为综 合评价运动员的技术水平及指导训练实践提供理论依据。 在入弯道过程中，蹬冰腿主动发力的技术动作决定运动员在左、右单步滑行 中的速度；左单步各阶段所占时间相对右单步减少，其中左双支阶段相对左单支 阶段减少显著；左单步中单支和双支阶段所占时间比值相对右单步大；各时相阶 段的平均速度不断增大，各单步中单支阶段的平均速度小于双支阶段。 重心在 x 轴上的变化情况，左单支阶段位移最大，左双支阶段速度最快，右 单支阶段时间最长；在 y 轴上，重心的最大速度和最小速度分别出现在最开始和 最后的时间点上；在 z 轴上，重心的最大正速度出现在左单支阶段，而最大负速 度出现在右单支阶段，速度值分别为 0.74m/s 和 0.19m/s。 下肢关节在不同时相的发力顺序各不相同， 上肢关节在左单步各时相的发力 顺序相同；左下肢的踝关节和髋关节的最大角度值比右下肢偏大，而膝关节的最 小角度值比右下肢偏小；右上肢各关节的最大和最小角度值比左上肢偏大；右下 肢各关节角度在 0.36s0.58s 的时间段里变化明显，其中踝关节在其他时间段 曲线都围绕 80数值轴先增大后减小波动。 关键词：关键词：入弯道；单步；重心；角度 ii abstract the paper adopts the methods of imaging photography and analysis to get the kinematics parameter data of into the corner of the male-excellent atheletes of speed skater in china, and applies the methods of biomechanics to study and analyze the changes of focus and angle ect., to define the characteristics of technology of tnto the corner, to provide the theoretical foundation for the evaluation of technology and the training of practice skill. in the process of into the corner, the reasonable of technical motion of the skating leg take the initiative tread,will decide the speed of sliding;each stage in the left-step have less time than the right-step, and the left-double reduced significantly relative to the left-single;the large ratio of the time of the left-single and the left-double relative to the right-single;the average speed of each stage increasing by time,the average speed of the single phase have less than double phase. the changes of focus at the x axis, the displacement of left-single is the maximum,the speed of the left-double is the fastest,the right-single have the longest time;at the y axis, the speed of maximum and minimum were at the time of start and end;at the z axis, the maximum positive-speed is in the left-single,and the maximum negative-speed is in the right-single,the value were 0.74m/s and 0.19m/s. the order of exertion in the different stage of the lower limb is different,the upper limb have the same in the left-single; the maximum angle of the left-ankle and the left-hip are large than the right ,but the minimum knee angle is small; the maximum and minimum angle of the right upper limb are large than the left; from 0.36s to 0.58s,the angle of right lower limb have a large change,at the other time,the curve of ankle angle fluctuations around the axis of 80 . key words：into the corner；single step；focus；angle i 目 录 中文摘要中文摘要 英文摘要英文摘要 前前 言言1 国内外研究现状国内外研究现状3 1.1 滑行技术的研究3 1.1.1 直道滑行技术的研究3 1.1.2 弯道滑行蹬冰技术特征的研究4 1.1.3 滑行过程中各关节的研究5 1.2 滑行过程中重心变化情况的研究6 1.2.1 滑行过程中重心速度的研究6 1.2.2 滑行过程中身体重心位置变化的研究6 1.3 入弯道技术研究的目的及意义7 研究对象与方法研究对象与方法8 2.1 研究对象8 2.2 研究方法8 2.2.1 文献资料法8 2.2.2 专家访谈法8 2.2.3 影像测量法8 2.2.4 数理统计法9 2.3 参数的界定9 研究结果与分析研究结果与分析11 3.1 入弯道动作时相的滑行时间和距离分布特征11 3.2 入弯道过程中重心变化情况分析12 3.2.1 入弯道过程中重心在 x 轴上位移和速度变化情况的分析12 3.2.2 入弯道过程中重心在 y 轴上位移和速度变化情况的分析13 3.2.3 入弯道过程中重心在 z 轴上位移和速度变化情况的分析14 3.2.4 入弯道过程中重心在 3d 空间速度变化情况的分析16 3.3 滑行姿势特征分析16 3.3.1 入弯道过程中下肢各关节角度和角速度的变化情况分析16 3.3.1.1 入弯道过程中左下肢髋、膝和踝关节角度的变化情况分析16 3.3.1.2 入弯道过程中左下肢髋、膝和踝关节角速度的变化情况分析17 ii 3.3.1.3 入弯道过程中右下肢髋、膝和踝关节角度的变化情况分析18 3.3.1.4 入弯道过程中右下肢髋、膝和踝关节角速度的变化情况分析19 3.3.2 入弯道过程中上肢各关节角度和角速度的变化情况分析20 3.3.2.1 入弯道过程中左上肢肩、肘关节角度的变化情况分析20 3.3.2.2 入弯道过程中左上肢肩、肘关节角速度的变化情况分析20 3.3.2.3 入弯道过程中右上肢肩、肘关节角度的变化情况分析21 3.3.2.4 入弯道过程中右上肢肩、肘关节角速度的变化情况分析22 结结 论论24 参考文献参考文献25 附附 录录28 附页一附页一28 附页二附页二30 附页三附页三32 附页四附页四34 附页五附页五36 附页六附页六38 附页附页七七40 致致 谢谢41 - 1 - 前 言 速度滑冰曾经是我国冬季运动会首先走向世界的项目 1，并在相当长的时间 里保持着世界先进水平，罗致焕、王金玉、王秀丽、叶乔波等一串响亮的名字， 曾令中国速滑界引以为荣，这不仅仅是因为他们率先走向世界，更重要的是他们 一直疾驰在世界的先进行列。长野冬奥会后我们的步伐明显地跟不上世界的节 奏，徘徊不前，举步维艰，使得中国速滑界的形势不容乐观 2。于是有学者提出， 中国速度滑冰运动员的技术与世界高水平运动员相比还有一定差距， 主要是在支 撑能力和利用体重蹬冰方面差距较大， 这些在一定程度上是导致中国运动员成绩 进步缓慢的原因 3。成功的经验和我国的实际情况4说明，只有技术创新才有出 路。终于在第 20 届冬奥会上，我国代表团在速滑比赛上其参赛项目、参赛人数 和获取名次上有了新的提高，取得了女子 500m 项目 1 枚银牌、1 枚铜牌，男子 500m 项目第 5 名和女子集体滑项目第 8 名的成绩 5。更让人兴奋的是在 21 届温 哥华冬奥会上，中国体育健儿的突出表现是前所未有的，一共获得 4 枚金牌、2 枚银牌和 4 枚铜牌，其中女子短道速滑包揽了所有项目的金牌，创造了冬奥会历 史上的奇迹，而男子 500m 速滑项目在却一直处于低迷状态，受多方面因素的影 响，需要进行更深一步的研究。 速滑技术包括起滑技术，直道技术、弯道技术和冲刺技术，其中弯道技术是 速度滑冰的核心技术之一， 而入弯道和出弯道技术又是弯道与直道之间的转换技 术，因此，入弯道和出弯道技术是弯道技术中的重中之重 6。以往有关入弯道与 出弯道技术的研究，由于缺乏评价高水平运动员的定量参数，往往造成技术诊断 上的困难 7-10。因此，陈民盛等6通过对女子优秀速滑运动员入弯道与出弯道技 术的运动学特征比较，揭示高水平运动员入弯与出弯蹬冰技术的动作结构规律， 确立正确的入弯道与出弯道蹬冰技术概念。 之前也有学者对优秀男子速滑运动员 的出弯道技术进行研究 11， 但目前国内外却没有人运用运动学对优秀男子速滑运 动员的入弯道技术进行研究。 入弯道技术的研究主要包括各关节和重心的变化情况， 这些变化也涉及到对 蹬冰腿和摆动腿的研究，根据目前国内外的研究现状，绝大部分学者只针对直道 技术或者弯道技术的研究，而仅有的几篇研究报告有涉及到入弯道技术的，也只 是很表面的一些论述，不能让人更加深入的了解，这种现状有可能带来两种不好 的现象，第一，教练员不能更加科学的认识入弯道技术，阻碍了该技术的发展； 第二， 教练员忽视了入弯道技术的重要性。我国男子速滑项目在国际的比赛中一 直停滞不前，其中一定存在很多的技术问题，因此有必要针对我国男子优秀速滑 - 2 - 运动员入弯道技术进行研究，这一定有助于认识目前他们存在的一些优势和问 题。 结合我国男子速滑项目发展的现状， 对其入弯道技术进行运动生物力学的研 究，使该技术特征科学定量化，为男子速滑项目能在第 22 届冬奥会上有更好的 比赛成绩，已成为迫在眉睫的任务。 - 3 - 国内外研究现状 1. 1 滑行技术的研究 1.1.11.1.1 直道滑行技术的研究直道滑行技术的研究 王新12和鲁家琪13等运用三维 dlt 摄像法，对国内两名优秀速滑运动员直 道滑行技术进行运动学分析。研究结果表明：运动员在滑行的过程中自由滑行时 间和单支撑时间偏长，从而造成了蹬冰频率的降低；大腿积极带动小腿蹬冰动作 不明显，在单支撑蹬冰阶段加大髋关节的蹬伸幅度，有利于发挥肌肉力量，提高 蹬冰效果；在整个蹬冰过程中充分发挥髋、膝关节的作用，如果在单支撑蹬冰阶 段膝关节伸展幅度过小，将会影响肌肉力量的发挥，出现蹬冰消极现象；在自由 滑阶段膝关节角度过大，将会出现压膝幅度越大，压膝时间越长，使蹬冰效果产 生更多的负面影响。 ingen schenau14在对 5000 m 优秀运动员的直道滑行技术进行分析后得出以 下的几个特点：1、滑行过程中上体近似于水平；2、每个单步开始蹬冰时的膝关 节角度小；3、每步蹬冰的过程中做功量大 15。通过比较男女间竞速差异的影 响因素后进一步指出16：与男子相比，女选手膝关节角度通常大 10 度左右，并 且小腿更趋向于垂直位置。 才化冰17对速滑直道技术蹬摆关系的研究结果表明，1、摆动腿的摆动方向 直接影响下次蹬冰的方向和速度；2、摆动腿的前摆速度影响着蹬冰速度；3、摆 动腿摆动时可以增加支撑蹬冰时的压力。 陈民盛、程国庆18对摆动腿的生物力学特点研究表明是：大腿前收时间与 前摆时间基本相同，但小腿折叠时间应长于打开时间。大腿前摆速度大于前收速 度， 小腿折叠与打开速度近似相等。大腿前摆速度的最大值与小腿最大折叠几乎 同时出现，而小腿最大速度分别出现收腿阶段的中期和摆腿阶段的末期。同时他 们还指出： 从环节相对运动的角度可以看出， 在收腿阶段浮腿大腿迅速前摆上提， 小腿屈曲折叠，对增加浮腿向前水平速度、缩短支撑腿的自由滑行时间起着重要 作用。在摆腿阶段小腿迅速打开，将成为浮腿向前水平速度增加的主要动力。 刘占林19研究后指出：浮腿摆动下刀的方向、角度、时机、位置，将直接 影响蹬冰的效果， 他们的适宜配合是影响蹬冰的重要环节； 浮腿下刀的适宜位置， 会使蹬冰所产生的速度在人体内力的相互作用下， 传递到支撑脚上而产生较好的 滑跑速度。 在直道技术的研究中， 主要集中在单支撑和自由滑行过程中髋和膝关节的蹬 - 4 - 伸幅度情况和摆动腿在蹬摆关系的作用和特点；蹬冰时各关节的角度变化，以及 自由滑行时间和单支撑时间与蹬冰频率的关系。 1.1.21.1.2 弯道滑行蹬冰技术特征的研究弯道滑行蹬冰技术特征的研究 格日乐图20为了揭示优秀速滑运动员蹬冰技术的时间特点，通过运动学 3 维摄像方法分析后认为：在一个单步中右单步单支撑阶段的支撑时间大于左单 步，而右腿单支撑时间的延长并不是随意的，而是受节律限制，其单步时间与单 支撑时间之比为：1.4:1；从左、右单步的时间构成上发现，男女运动员左单步的 单支撑时间和双支撑时间占整个单步时间的百分比相近，比例为 2.4:1，而在右 单步中其比例不同，男女分别为 3:1 和 2.3:1；无论男女运动员，蹬冰腿踝关节的 缓冲时间都表现为右腿大于左腿， 而且踝关节缓冲时间占整个单步时间具有规律 性，百分比例都接近 74%。 李凤丽等7研究表明：从下肢的髋、膝和踝的三大关节伸展角速度达到最大 值的时机上分析发现，髋、膝关节具有相对的同步性，但踝关节却相对髋、膝关 节具有一定的延迟性。 李建民等22运用运动生物力学方法，比较了优秀组与一般组滑跑同一距离 项目中蹬冰技术之间的异同性。结果表明：优秀运动员在单支撑蹬冰阶段的支撑 时间明显小于一般运动员；优秀运动员的蹬冰步频大，而步幅却明显小于一般运 动员； 加大步频可以有效的增大输出功率总量，而该参数决定了优秀运动员之间 的微笑差距。 李贵阳等23对弯道蹬冰技术下肢关节蹬伸特点分析中发现，踝关节的主动 蹬伸主要发生在 80%阶段以后特别是从 90%一 100%阶段内，这样的顺序有利于 各关节由上而下的发力程序； 膝关节在蹬伸的过程中产生了向前下方弧形的运动 轨迹，并且左右两膝关节有很大的区别，即右侧肢体能更突出伸膝压踝的特点。 马国东24在对优秀女子速滑运动员弯道蹬冰技术的研究中得出以下结论， (1) 整个弯道滑冰是一个加速的过程，出弯道速度比入弯道要快，单支撑蹬冰阶段的 速度相对双支撑阶段快，同时左腿相对右腿的蹬冰阶段速度快；(2)在频幅因素 上，整个弯道滑过程步频与步速高度相关，而步长与步速却低度相关。出弯道过 程的步频明显大于入弯道，而步幅却小于入弯道；且入弯道与出弯道在单支撑蹬 冰阶段的步长分量上有明显的变化；(3)从身体姿势变化分析，入弯道时躯干角 度大于出弯道，左单步各时相的角度均小于右单步；在蹬冰动作结构上，入弯道 与出弯道蹬冰动作都遵循大环节带动小环节、由上至下髋膝踝关节的发力顺序。 陈民盛等25通过运动生物力学方法从三维角度对世界优秀运动员的弯道蹬 冰技术进行研究认为：步长间滑步长度和滑步宽度的组合应遵循 3.6:1 的原则。 marino26-29以影响蹬冰加速的因素为课题，对 69 名优秀男子滑冰运动员的 - 5 - 滑行动作与滑行速度进行了回归分析后发现：高步频、低重心、蹬冰角小是影响 滑行速度的重要条件。 boer 等30对 11 名优秀荷兰选手的 1 500 m 滑行技术进行了测试分析，探讨 了滑行技术间的差异特征，结果表明滑行速度较快的选手：a.自由滑行期稍大于 蹬冰期；b.蹬冰开始时的蹬冰角小，并且认为蹬冰角小有利于产生更大的侧向分 力。 boer 等31为了探讨弯道技术与滑行速度之间的关系，对荷兰运动员的 5 000 m 弯道技术进行了运动学测试分析，其结果发现成绩较好组的主要特征是：1. 高步频；2.蹬冰过程中蹬冰角小；3.膝的伸展范围宽。boer 等的研究32进一步指 出， 运动员在直道中步频可以自由选择， 而弯道中步频则受滑行速度、 曲率半径、 每步蹬冰所做功的大小限制。 通过以上的材料了解到弯道蹬冰技术特征主要集中在蹬冰时机、 蹬冰过程中 时间段特点、步长、步频以及蹬冰时下肢三大关节角度的变化情况，很多都停留 在比较的模糊的概念阶段，对个别情况的特征缺少定量化的描述。 1 1.1.3.1.3 滑行过程中各关节的研究滑行过程中各关节的研究 关节角度是决定滑行姿势的主要因素。ingenschenau 等33的研究发现，在躯 干角的研究方面，上体姿势在 15 度的基础上逐渐增大时，空气阻力几乎是呈线 形增长的，这将导致迎面的空气阻力增加，从而使滑行速度下降。在下肢关节角 变化的研究方面，蹬冰过程中膝关节有效伸展幅度为 120 度148 度之间。 刘占林19对下肢关节角地进行了进一步的研究认为：速度滑冰运动员在滑 行过程中膝关节和踝关节角度分别在 90 度、60 度左右时，对蹬冰时肌肉发力起 着积极的作用。 高沫和郭宇杰等34从运动学方面对女子优秀速滑运动员入弯道与出弯道蹬 冰技术的特征进行比较研究，结果认为：从不同时相躯干角平均值变化看，无论 入弯道与出弯道， 运动员左单步各时相的角度均小于右单步并且入弯道躯干角度 大于出弯道躯干角度。 新式冰刀的运用，不仅发挥蹬冰腿髋、膝关节的伸展范围，也提高了踝关节 的灵活性，使人体在蹬冰滑行过程中呈现下肢三关节由上而下的发力顺序，并在 蹬冰动作的末期，髋膝关节同时达到最大值，这合乎肌肉有效做功的原理。 从目前的研究现状可以看出，关节角度的研究范围不够全面，都集中在某一 时刻角度特点的研究，而关节在运动的过程中是不断变化的，其中也有很多的奥 妙，包括线速度和角速度的变化特点，这些有利于解决运动实践中存在的问题， 提高运动成绩，需要进行下一步深入的研究。 - 6 - 1.2 滑行过程中重心变化情况的研究 1.1.2.12.1 滑行过程中重心速度的研究滑行过程中重心速度的研究 在重心速度变化的研究方面，doctorevic35对一个单步中速度变化分析后认 为：自由滑行期有减速倾向，蹬冰期有加速倾向，并且提出为了提高滑行速度， 应该缩短自由滑行时间、增加蹬冰期蹬冰时间。delnoij36利用大转子点的位置 变化方法推测了蹬冰中重心速度变化情况， 研究结果表明滑行阶段有明显的减速 倾向，蹬冰阶段有明显加速倾向的现象。 mueller37对运用影像技术对两名优秀运动员的滑行技术进行了分析，研究 结果表明:单支撑蹬冰阶段有减速现象，加速出现在双支撑滑行阶段。 高沫和郭宇杰等34从运动学方面对女子优秀速滑运动员入弯道与出弯道蹬 冰技术的特征进行比较研究，结果认为：从弯道重心速度变化来看，运动员出弯 道阶段的平均速度比入弯道阶段的速度快， 单支撑阶段的平均速度值普遍小于双 支撑阶段。另外，左腿在单支撑和双支撑阶段蹬冰的平均速度要比右腿速度快。 marino38的研究结果表明：在平均速度为 8.78m/s 的条件下，单脚支撑蹬冰 初期速度减小，紧接着中期(即蹬冰阶段的 45%左右)又开始增加，最后在双支撑 蹬冰前期速度达到最大值。但是，marino39对静止状态到 20m 的加速过程中的 速度变化研究表明，整个滑行过程均是持续加速，在单支撑蹬冰其阶段也没有看 到有减速的现象。 陈民盛等40对我国速滑选手不同滑行距离三个阶段的速度测试表明，随着 滑行距离的不同， 具有两种不同倾向。 一种为最大速度值出现在单支撑蹬冰阶段； 另一种为最大速度值出现在双支撑蹬冰阶段。 1.2.2 滑行过程中身体重心滑行过程中身体重心位置变化的研究位置变化的研究 陈民盛等 25通过运动生物力学方法从三维角度对世界优秀运动员的弯道蹬 冰技术进行研究认为：蹬冰过程中人体重心的纵向位移幅度明显大于横向，并非 传统认识中的横向移动幅度大于纵向。 谷化铮等 42对优秀速滑运动员的弯道蹬伸技术与重心移动方式之间的关系 进行分析，认为左右腿蹬伸方式上的不同，决定了速滑运动员在蹬冰过程中重心 沿切线方向上前移程度的差异。 刘占林 19在对速度滑冰过程中身体重心位置变化的研究结果表明：1、在身 体重心和冰刀相垂直，且不产生分力时是最适宜的蹬冰时期，即当支撑反作用力 完全作用在重心上，冰刀既不走内弧产生制动，又不会分解为其它力，这时倾倒 蹬冰提高的蹬冰腿的有效做功。2、在蹬冰过程中的身体重心是随着蹬冰的幅度 逐渐加大和冰刀外展角度加大逐渐前移，这样才能使蹬冰产生最好的效果。3、 身体重心在空间移动的过程中，应尽量避免身体重心的上下起伏的变化，应尽量 - 7 - 保持平行于冰面的移动姿势。 结城 43的研究结果表明，在蹬冰过程中重心不但在水平面内，而且在矢状面 内也发生明显的变化，即在蹬冰最初的 20%阶段内，重心与动支点(冰鞋)间的距 离却逐渐增大，但是在 60%以前没见大的差异，并且重心滑角始终处于 90 度左 右。此后重心滑角进一步减小，在 80%90%阶段出现最小值。 rw波尔(荷兰) 44的研究结果发现，速度滑冰是立体的运动项目，身体 重心的加速在矢状面髋和膝伸展蹬冰脚的向前滑行的同时， 在额状面上重心从侧 面向中间转移，说明重心在这两个平面上有连续的运动。 从以上关于重心的研究综述来看， 说明重心的变化情况从一些方面决定了运 动成绩的好坏， 而关于重心在滑行过程中的变化情况的研究多为文字上的定性阐 述，没有使其定量化，应加强对其进行综合的评价和分析。 1.3 入弯道技术研究的目的及意义 速度滑冰是一项集体能和技能的运动项目，在技能方面，弯道技术是最难也 是最重要的技术，该技术决定的出弯道时的速度，直接影响比赛的成绩，而入弯 道技术是直道和弯道技术的切换技术， 能不能做好入弯道技术是决定整个弯道滑 过程能否顺利完成的前提因素。 入弯道技术的研究主要包括重心和上、下肢各关节的变化情况，这些变化有 利于对蹬冰腿和摆动腿的研究，入弯道技术是直道技术和弯道技术的纽带，根据 目前国内外的研究现状，绝大部分学者都集中对直道技术或者弯道技术的研究， 而仅有的几篇学术报告有涉及到入弯道技术的，也只是很表面的一些论述，不能 让人更加深入的了解，这种现状有可能带来两种不好的现象，第一，教练员不能 更加科学的认识入弯道技术，阻碍了该技术的发展；第二，教练员忽视了入弯道 技术的重要性。 我国男子优秀 500m 速滑项目在国际的比赛中一直停滞不前，其中一定存在 很多的技术问题，因此有必要针对男子 500m 速滑运动员入弯道技术进行研究， 这一定有助于认识目前他们存在的一些优势和问题，相信在技术方面跟进后，在 下一届的冬奥会的领奖席上，会有中国男子短道速滑的一片天地。 - 8 - 研究对象与方法 2.1 研究对象 本文以参加 2008 年全国速度滑冰联赛第一站 （长春站） 500m 比赛的优秀男 子运动员为研究对象，进行现场定点拍摄，所选择运动员的比赛成绩见表 1。 表 1 男子 500 米速滑运动员具体情况和比赛成绩一览表 序号 姓 名 比赛成绩（s） 序号 姓 名 比赛成绩（s） 1 高 39.92 6 于 35.83 2 胡 37.94 7 朱 37.86 3 宽 36.56 8 张 35.93 4 陈 36.82 9 刘 36.69 5 董 37.58 10 王 38.26 2.2 研究方法 2.2.12.2.1 文献资料法文献资料法 通过长春市图书馆的期刊网和吉林体育学院图书馆的现有库存材料， 查询国 内外速滑相关技术研究的文章和资料，特别是弯道技术的研究，并重点阅读了该 技术运动学方面的文献，最后对这些相关资料进行分析和整理，为了解入弯道技 术的研究现状、动态趋势以及研究中重点分析和解决的问题打下基础。 2.2.22.2.2 专家访谈法专家访谈法 主要咨询访谈东北师范大学体育学院、 吉林大学体育学院和吉林体育学院有 关教练员、运动员及专家（包括运动生物力学专家） ，了解速滑弯道技术重点和 难点， 训练存在的问题以及研究中应注意和考虑的问题，并为后期论文研究过程 中给出了有益的指导和建议。 2.2.32.2.3 影像测量法影像测量法 采用 2 台日产索尼数码摄像机， 从两个方向对运动员起滑后在第一个弯道入 口的一个完整入弯道复步动作进行拍摄。 为了能更加清晰完整的拍到动作变化特 点，在拍摄现场摄像机摆放的具体位置如图 1 所示，a 摄像机固定在内道的外沿 线的延长线上，最靠近场地的位置；b 摄像机固定在经过圆心并平行于直道的半 - 9 - 径的中点位置。两台摄像机的主光轴角度约为 105 度，拍摄频率为 50hz，并在 以上固定的两个位置进行不间断定点、定焦拍摄（三角形曲线区域为两台摄像机 的共同的拍摄范围） ，比赛后进行标定，最后录像采用艾利尔解析系统软件进行 数理化分析，以 6hz 的阶段频率对所得运动学数据进行平滑处理。 2.2.42.2.4 数理统计法数理统计法 经过艾利尔录像解析系统进行数字化处理的结果，采用 excel 建立数据 库,spss 进行数据处理,为理论分析提供依据。本研究采用的统计检验显著水平 为 p0.05。 2.3 参数的界定 从以往的入弯道的研究中发现，入弯道技术是直道技术和弯道技术的纽带， 但没有学者从理论上准确的对“入弯道”进行界定。经过研究认为， “入弯道” 这个概念涉及到时间和空间， 即入弯道的时机和位置， 从这两者变量上分析，“时 机”和“位置”是不确定因素，两者相互影响、相互制约，又因为“入弯道”需 要一定技术支持，这其中就是由直道技术向弯道技术的转换过程，所以只有结合 “时机” 、 “位置”和“技术特征”才能更加科学的界定“入弯道” 。 由于速度滑冰入弯道技术比较复杂，所涉及到的运动学指标比较多，解析取 得反映运动员入弯道技术的各种运动学参数，包括重心速度、关节角度、角速度 等。 为了便于分析研究，本文将运动员滑行的一个完整复步划分为右单步和左单 步， 每个单步又分成单支撑阶段和双支撑阶段，现将各阶段界定及所涉及参数定 义如下： (1) 入弯道：在弯道入口处，按比赛规则人体最初完成一个上体始终保持左倾姿 势的左单步和其前一个右单步组合的一个复步所表现出的技术特征。 a b 运动方向运动方向 标志杆标志杆 图 1 拍摄现场示意简化图 - 10 - (2) 复步：从一个单步的开始时刻到另一个单步结束之间的连续过程。 (3) 右单步：从左脚的冰刀抬离冰面开始至右脚离地结束，简称右单步。 (4) 左单步：从右脚的冰刀抬离冰面开始至左脚离地结束，简称左单步。 (5) 右单支撑阶段：指左脚冰刀离地起至左脚冰刀重新着地，简称右单或右单支 阶段。 (6) 右双支撑阶段： 指左脚冰刀着冰起至右脚冰刀离地， 简称右双或右双支阶段。 (7) 左单支撑阶段：指右脚冰刀离地起至右脚冰刀重新着地，简称左单或左单支 阶段。 (8) 左双支撑阶段： 指右脚冰刀着地起至左脚冰刀离地， 简称左双或左双支阶段。 (9) 滑步距离：指运动员重心所移动的距离。 (10) 髋关节角度：躯干和大腿的前夹角。 (11) 膝关节角度：大腿和小腿的后夹角。 (12) 踝关节角度：足和小腿的前夹角。 (13) 肩关节角度：上臂和躯干的夹角。 (14) 肘关节角度：上臂和前臂的前夹角。 (15) x 轴：在水平面内，以运动方向记，运动员的矢状轴。 (16) y 轴：在水平面内，以运动方向记，运动员的额状轴。 (17) z 轴：以运动方向记，运动员的垂直轴，与水平面垂直。 (18) 正速度：人体垂直轴方向，向上速度为正。 (19) 负速度：人体垂直轴方向，向下速度为负。 - 11 - 研究结果与分析 3.1 入弯道动作时相的滑行时间和距离分布特征 入弯道技术是直道技术和弯道技术的过渡，有一定的复杂性，本文对其一个 复步入手进行研究，该复步由两个单步组成，按固定顺序为右腿单支撑阶段(即 右单支阶段)、右腿双支撑阶段（即右双支阶段） 、左腿单支撑阶段（即左单支阶 段）和左腿双支撑阶段（即左双支阶段） 。 在分析滑行时间和距离分布特征过程中， 其中 5 名运动员的数据变化较为稳 定， 具有研究意义。表 2 和表 3 分别是该 5 名运动员在各时相的滑行时间和距离 的数据表。 表 2 入弯道技术一个复步各时相滑行时间表（s） 右 单 步 左 单 步 总时间 右单支阶段* 右双支阶段* 左单支阶段* 左双支阶段* 于 0.36 0.12 0.32 0.06 0.86 张 0.34 0.13 0.31 0.08 0.86 刘 0.37 0.15 0.35 0.08 0.95 董 0.35 0.13 0.33 0.07 0.88 胡 0.38 0.14 0.34 0.08 0.94 xsd 0.360.02 0.130.01 0.330.02 0.070.01 0.900.04 百分比 40.0% 14.0% 38.0% 8.0% 100% * p0.05 两者存在统计学意义 表2所列出的数据分别是运动员在入弯道技术中1个复步不同时相的滑行时 间的变化情况。以表 2 为例，右单支阶段、右双支阶段、左单支阶段和左双支阶 段平均所占时间依次为 0.36s0.02、 0.13s0.01、 0.33s0.02、 0.07s0.01， 各阶段所占时间比例约为 40：14：38：8，平均滑行总时间为 0.90s0.04。由 此可知，右单支阶段和左单支阶段所占时间比值接近为 1：1，右双支阶段和左 双支阶段所占时间比值接近为 2：1，右单步中右单支阶段和右双支阶段所占时 间的比值接近为 3：1，左单步中左单支阶段和左双支阶段所占时间的比值接近 为 5：1，说明运动员滑行轨迹随着弯道的深入，上部身体运动形态的变化，左 单步各阶段所占时间相对右单步各阶段减少， 其中左双支阶段相对左单支阶段减 少显著；左单步中单支和双支阶段所占时间比值相对右单步各阶段时间比值大。 - 12 - 表 3 入弯道技术一个复步各时相滑行距离表（m） 右 单 步 左 单 步 总距离 右单支阶段* 右双支阶段* 左单支阶段* 左双支阶段* 于 5.07 1.73 4.62 0.87 12.29 张 4.74 1.82 4.57 1.18 12.31 刘 5.11 2.13 5.12 1.16 13.52 董 4.89 1.83 4.73 0.94 12.39 胡 5.23 2.02 4.89 1.15 13.29 xsd 5.00.19 1.950.16 4.830.22 1.020.14 12.880.60 百分比 39.0% 15.0% 38.0% 8.0% 100% * p0.05 两者存在统计学意义 表3所列出的数据分别是运动员在入弯道技术中1个复步不同时相的滑行距 离的变化情况。以表 3 为例，右单支阶段、右双支阶段、左单支阶段和左双支阶 段平均滑行距离依次为 5.0m0.19、 1.95m0.16、 4.83m0.22、 1.02m0.14， 各阶段所占滑行距离的比例约为 39： 15： 38： 8， 平均滑行总距离为 12.88m 0.60。 从弯道重心速度变化来看， 运动员出弯道阶段的平均速度比入弯道阶段的速 度快，单支撑阶段的平均速度值普遍小于双支撑阶段 34。结合表 2、表 3 数据可 知，该复步各时相滑行的平均速度为 14.3m/s，右单支阶段、右双支阶段、左单 支阶段和左双支阶段的平均速度分别为 13.9m/s、 14.55m/s、 14.60m/s 和 15.0m/s， 按滑行时间先后顺序， 各时相阶段的平均速度不断增大，各单步中单支阶段的平 均速度小于双支阶段；各时相阶段滑行时间和距离成显著性相关（p0.05） ，具 有统计学意义。由此证实，入弯道是一个不断加速的过程。 3.2 入弯道过程中重心变化情况分析 速度是衡量速滑运动项目水平的一个重要指标， 是竞速性项目运动目的的量 的最直接体现 19 21。重心变化情况是研究运动速度和评价运动技术动作的一个 重要指标，而对重心变化情况的研究主要集中重心速度和重心移动轨迹两个方 面， 因此综合研究和分析重心速度和移动轨迹是保证运动员创造其最好成绩的一 个关键问题。 3.3.2 2.1.1 入弯道过程中入弯道过程中重心重心在在 x x 轴上轴上位移位移和和速度速度变化情况变化情况的分析的分析 从研究目的出发，为了让研究结果能反映运动员的最好水平，以下挑选比赛 成绩最优秀的运动员的数据作为研究对象进行分析和讨论。 - 13 - 如图 2、图 3 所示，根据各个时相的时间点，用竖线把一个复步划分为四个 部分，右单支阶段、右双支阶段、左单支阶段和左双支阶段（即右单、右双、左 单和左双） 。由此可知，重心在 x 轴上的滑行距离由大到小依次为左单支阶段、 右单支阶段、右双支阶段和左双支阶段，其中左单支阶段的速度也相对较大，说 明此阶段在该复步中起主导作用；左双支阶段所占时间最短，但其斜率最大，说 明此阶段速度最快；右双支阶段速度较稳定，其后期有一点加速的倾向；右单支 阶段的滑行时间最长，其中期有减速现象，后期加速明显，最小速度出现在该阶 段 0.1s 的时间点上，而左单支阶段中期加速明显，其后期速度较稳定。 经过具体实验数据（附页一、二）的运算可知，右单支阶段、右双支阶段、 左单支阶段和左双支阶段的滑行距离依次为 3.18m、1.26m、3.65m 和 0.76m，平 均速度依次为 8.83m/s、10.49m/s、11.40m/s 和 12.58m/s，其中最大速度为 12.75m/s，最小速度为 7.99m/s。 3.3.2 2.2.2 入弯道过程中入弯道过程中重心在重心在 y y 轴上位移和速度变化情况的分析轴上位移和速度变化情况的分析 重心在 y 轴上的变化情况主要是指运动员的重心在额状轴方向的左右移动 图 3 于 xx 重心在 x 轴上的速度 6 8 10 12 14 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 时间（s） 右单 右双 左单 左双 图 2 于 xx 重心在 x 轴上的位移 -6 -4 -2 0 2 4 6 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 时间（s） 右单 右双 左单 左双 速度（m/s） 位移（m） - 14 - 变化情况， 由于入弯道滑行轨迹的特殊性，重心在 y 轴上的移动轨迹和速度变化 情况具有一定的研究意义。 如图 4、图 5 所示，重心在 y 轴上始终都朝一个方向移动，对图像进行分析 后可知，入弯道过程中，运动员在左单步滑行中重心始终保持左倾，限制了重心 左右移动；各阶段的平均速度随着时间变化不断变小，左双支阶段斜率最大，速 度减小最快； 重心在 y 轴上的滑行距离由大到小依次为右单支阶段、 左单支阶段、 右双支阶段和左双支阶段； 最大速度和最小速度分别出现在最开始和最后的时间 点上。 经过具体实验数据（附页一、二）的运算可知，右单支阶段、右双支阶段、 左单支阶段和左双支阶段的滑行距离依次为 3.94m、1.19m、2.90m 和 0.47m，平 均速度依次为 10.95 m/s、9.89 m/s、9.07 m/s 和 7.88 m/s，其中最大速度为 11.70m/s，最小速度为 7.71m/s。 3.3.2 2.3.3 入弯道过程中入弯道过程中重心在重心在 z z 轴上位移和速度变化情况的分析轴上位移和速度变化情况的分析 重心在 z 轴上的变化情况是指运动员的重心在垂直轴方向的上下移动情况。 在比较水平面内重心变化时发现 43，蹬冰过程中重心不但在水平面内，而且在矢 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 时间（s） 速度（m/s） 图 5 于 xx 重心在 y 轴上的速度 右单 右双 左单 左双 -2 0 2 4 6 8 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 时间（s） 图 4 于 xx 重心在 y 轴上的位移 右单 右双 左单 左双 位移（m） - 15 - 状面内也发生明显的变化； 在速度滑冰过程中 19， 身体重心在空间移动的过程中， 应尽量保持平行于冰面的移动姿势，应尽量避免身体重心的上下起伏的变化。 如图 6、图 7 所示，在右单支阶段中，速度曲线有两次和时间轴交汇，说明 重心在 z 轴的上下移动中两次处于相对静止的状态，对图像进行分析后可知，重 心开始在该阶段逐渐提升到最高点后，右腿膝关节逐渐收缩到最低点，这能为后 期的发力储蓄了大量能量； 左单支阶段的速度曲线有两个低谷点，结合图像分析 可知， 第一个低谷点主要是因为右腿的回缩结束时产生一个相对重力方向相反的 力， 使重心在垂直方向的加速度减小，而第二个低谷点主要是因为右腿前摆结束 时产生一个相对重力方向相同的力，使重心在垂直方向的加速度增大；右双支阶 段和左双支阶段的速度值都随着时间的变化逐渐变小；左单支阶段滑行距离最 长，而左双支阶段最短；人体垂直轴方向，向上为正，向下为负，最大正速度出 现在左单支阶段，而最大负速度出现在右单支