男子铅球运动员最后效用的三维运动学分析

男子铅球运动员最后效用的三维运动学分析

不仅在国内外的体育比赛中存在显著差异，而且在一些技术环节的性质上也存在明显差异。最后用力阶段是整个推铅球的主要和关键阶段,所以对它的研究可以很好的揭示我国男子铅球运动员的技术特点,抓住关键技术,为该项目早日走出低谷提供一定的帮助。1研究对象的选择以2005年6月在石家庄举行的“汇福杯”全国田径锦标赛暨第10届全国运动会男子预选赛的前8名运动员为研究对象。研究最好成绩为19.49m。所有选手都是以右手投掷。2学习方法2.1b机的地面用两部JVC9800高速摄影机,A机置于投掷方向的后面,B机置于投掷方向的右侧面。主光轴夹角约100°左右,拍摄距离约12m,机高1.20m左右,拍摄运动员从起滑到出手的整个投掷过程。2.2图像测量系统采用“爱捷”运动录像快速分析系统对影片进行解析,硬件采用EIMG70N-1型图像仪,软件采用人体模型DLT引导图像测量系统,人体模型采用俄罗斯的扎齐奥尔斯基模型。按照模型关节点和附加点的方式进行图像采集和数据处理。2.3计算与计算对所获数据用office2003中的Microsoft-Excel进行整理,并绘制成图表。3结果与分析为了便于分析,将最后用力动作划分为,L↓指左脚着地瞬间,O↑指铅球出手瞬间两个时相。3.1从用时长为5.20s的比较分析从表1可知,我国运动员最后用力的平均时间为0.24s±0.04s,这要比世界优秀运动员的0.19s±0.01s要长0.05s。其中我国贾鹏的时间较短为0.20s,但这和古恩索尔0.18s比也要长,阿布都拉的时间又过长达到了0.30s。从最后用力的时间所占的比例看,我国选手平均为47%±0.03%,也比世界优秀选手的40%±0.03%要多,其中贾鹏的43%和世界优秀选手较为接近。我国选手在滑步结束左脚着地后,身体由背向转为侧弓和由侧弓转为反弓的时间过长,右髋的转动和右腿的蹬伸不积极,特别是左腿。造成了最后用力的时间过长。3.2最后采用速度和最佳使用参数通过观察发现,运动员在最后用力中右侧各环节的蹬伸最大程度并不是出现在铅球的出手瞬间,特别是跳投类型的运动员,在器械出手瞬间,右脚已经离地,下肢各个关节的角度有一定的减小,所以选择运动员在最后用力过程中各个关节的最大瞬间来衡量右侧的蹬伸程度。由表2可知,我国选手在最后用力中右踝关节的最大角度平均为149°±7.19°,其中贾鹏最大为160°,惠振豹最小只有138°,这说明了贾鹏踝关节力量较好,同时蹬伸也比较积极。右膝关节的角度变化也可以反映出运动员在最后用力过程中膝关节的蹬伸程度,我国选手在左脚着地瞬间右膝角平均为110°±6.42°,其中贾鹏等选手较小,黄玉诚等选手比较大,此瞬间如果过大会减小满弓的幅度,不利于身体对器械的超越,使上体过早的抬起,减小身体的扭紧程度。最后用力过程中右膝关节的最大角度,反映了运动员在用力过程中右腿的蹬伸程度。由表2可知,我国选手在最后用力的过程中右膝角平均为163°±4.74°,其中贾鹏和李文魁等选手较大,惠振豹等选手相对比较小。最大右髋角平均为177°±1.67°,其中贾鹏最大为178°,各个选手之间相差并不大。右髋角的大小反映了运动员在最后用力过程中髋关节的伸展程度。决定成绩的主要因素有出手高度,出手角度,出手速度等,出手高度相对比较稳定,主要受运动员的身高、臂长、爆发力大小以及用力方式有一定的关系。如果身材高大,或者采用跳投式的用力方式则出手高度相对就较大。我国选手平均出手高度为2.24m±0.06m,其中贾鹏比较低,这主要是因为他的身材较矮所致。出手角度的变化主要受出手速度的影响,最佳出手角度在一定范围内,它随着出手速度的变化而变化。据研究表明,世界优秀运动员的出手角度范围在34°-38°之间。我国选手基本上在此范围之内,平均为37.3°±1.49°,其中阿布都拉和李文魁的角度偏大,分别达到了40.1°和39.0°。出手瞬间铅球的速度是影响成绩最主要的因素,铅球的出手速度是滑步过程中铅球获得的预先速度和最后用力使铅球增加的速度形成的,即两者的合速度才是铅球的出手速度。据研究表明,出手速度的大小和运动成绩有非常显著的相关关系。我们可以看到,我国运动员在铅球出手时有关参数与世界优秀选手存在较大差距。我国运动员铅球出手速度平均值只有12.58m/s±0.36m/s,世界优秀选手的出手速度达到了13.64m/s,其中只有贾鹏达到了13m/s以上,其余选手比较低,这也是他能取得较好成绩的主要因素。因此,我国运动员迫切需要提高铅球的出手速度。3.3左膝关节缓冲情况由于右侧向投掷方向的推动,促使了左脚的快速着地。虽然在左脚着地前,右髋在下肢的推动下向投掷方向有一定的转动,但由于左脚没有着地形成强有力的支撑,所以说真正的最后用力是从左脚着地瞬间开始的。左脚着地后经过短暂的屈膝缓冲后开始蹬伸,也就是最后用力中的加速部分开始,躯干形成侧弓后,在左腿强有力的支撑下,利用躯干的反振作用,顺势转肩伸臂完成整个投掷动作。在最后用力中,左腿的支撑作用十分重要,他不仅可以提高铅球的出手点,更重要的是可以提高手臂的鞭打速度。由表3可知,我国选手在左脚着地瞬间左膝角平均为151°±4.38°,最大是贾鹏的151°,最小的张珩只有144°,可以看出我国运动员的左侧支撑技术不是很理想。左膝关节缓冲幅度平均下降了4.81°±3.05°,和世界优秀选手相比幅度较小。平均缓冲时间为0.05s±0.03s,其中阿布都拉时间最长为0.10s,黄玉诚和钟风竹缓冲时间最短,只有0.01s和0.02s,从理论上讲,缓冲的时间过长不利于保持对铅球的加速,造成停顿现象。而时间过短也是不合理的,这样会减小蹬伸的幅度,使上体过早的移过左腿支撑点,减小对铅球的用力距离,从解析的图片看,黄玉诚和钟风竹等选手上体过早的抬起,使身体后倾角减小,最后用力的距离也比较短。从后面蹬幅度看,我国选手平均为29.6°±4.45°,其中贾鹏最大,为34.0°,而黄玉诚最小只有21°,这也充分说明了前面我们所论述的缓冲时间过短的问题。在铅球出手瞬间,要求左腿必须积极的蹬伸。我国选手在此瞬间的左膝角平均为176°±4.38°,其中贾鹏和惠振豹最大,达到180°,说明了他们蹬伸的比较积极。但黄玉诚和钟风竹最小,说明左腿蹬伸充分。我国选手在铅球出手瞬间右髋角平均为166°±3.45°,只有贾鹏在此瞬间的左髋伸展的较充分,但李文魁、黄玉诚、钟风竹等人在铅球出手瞬间还存在屈髋的现象,这也是我国选手中普遍存在的问题。3.4阶段身体重心的速度结构由表4可知,我国选手在左脚着地瞬间身体重心的平均速度为2.09m/s±0.24m/s,由于经过了过渡阶段,身体重心速度在一定程度上比滑步结束右脚着地瞬间有一定的下降,其中黄玉诚和贾鹏的重心速度较大,这说明他们速度保持的较好,为最后用力创造了很好的条件。阿布都拉等选手较小,这表明他们速度失去的较多,没有保持好。在铅球的出手瞬间我国选手重心平均速度为1.90m/s±0.68m/s,比上一个阶段有了一定的下降,但钟风竹等选手反而比上一个阶段增加了,这说明他们的用力动作是不合理的,因为在铅球的出手瞬间身体各环节的加速已经结束,此阶段应该把各环节的速度传递给了器械。从铅球的速度看,左脚着地瞬间平均为2.69m/s±0.32m/s,都比此阶段身体重心的速度要高,这也是不合理的,在这一过程中,投掷臂尚未给铅球加速,仅是依靠右膝的内压、右腿的侧蹬推动骨盆侧移。由于上体不主动抬起,头颈不主动扭转,而使身体左侧的有关肌群形成最大拉紧状态,为最后的加速创造有利条件。特别是黄玉诚等选手,铅球的速度高出身体重心比较多,这表明了他们在左脚着地瞬间就开始了对铅球的加速。在左脚着地瞬间,由于右腿的侧蹬推动骨盆侧移,上体还要保持一定对器械的超越,右髋只是在压紧的状态下向投掷方向转动,所以还没有形成过大的加速。我国选手右髋的速度平均为1.74m/s±0.37m/s,其中贾鹏只有1.15m/s,这表明他还没有对髋关节进行过大的加速,有利于肩髋扭转角增大,有利于身体对器械的超越。但惠振豹和钟风竹等选手右髋速度偏大,说明他们过早的对髋进行了加速,不利于良好的最后用力姿势的形成。在铅球出手瞬间我国选手平均为2.21m/s±0.84m/s,其中贾鹏比较大,黄玉诚最小,这表明贾鹏的右髋持久加速能力较强,相反黄玉诚等选手较弱,有待于以后的提高。在左脚着地瞬间,由于下肢向投掷方向的转动,必然使得右肩在向投掷方向转动,但不应该有过大的加速。从表4可知,我国选手在左脚着地瞬间右肩的平均速度为2.20m/s±0.35m/s,其中贾鹏最小为1.82m/s,黄玉诚最大为2.84m/s,相差还是比较大的,贾鹏在此阶段能很好的把肩留住,从而加大了身体对器械的超越和上下肢的扭转程度。但黄玉诚却过早的使肩的速度增大,影响了超越器械的幅度,不利于后面对球的加速。铅球出手瞬间的右肩速度的大小反映了运动员对铅球持续加速的能力,此阶段我国选手平均为4.84m/s±1.49m/s,其中贾鹏还是比较高的达到7.35m/s,这说明他的上肢环节对球持续加速的能力较强,相反黄玉诚只有3.01m/s。所有投掷项目的最后用力的方式都要求,都是以大环节带动小环节,用力的顺序是右髋-右肩-右肘-右腕-器械依次的传递再到制动。出手的速度是各个环节速度的叠加,在用力过程中任何一个环节速度要高于下一环节这都是不合理的,只有在上一环节达到峰值后下一环节才能加速,然后超过上一环节。3.5右头板下第四乐章:右充右充从表5可知,我国选手右髋、右肩、右肘、铅球的峰值分别是,右髋4.44m/s±0.50m/s、右肩7.63m/s±0.81m/s、右肘10.49m/s±1.02m/s,铅球12.58m/s±0.36m/s,从总体上看四个环节的速度是逐渐增加的,这一点是合理的。从各个环节达到峰值的时机看,分别是右髋0.16s±0.04s、右肩0.13s±0.04s、右肘0.20s±0.07s、铅球0.26s±0.04s,由以上数据可以看出我国选手普遍存在着右肩提前加速的现象,右髋的速度峰值出现较晚,右肩最少提前了0.03s。这表明我国选手普遍在环节用力不合理的现象。我国选手贾鹏四个环节的速度峰值分别右髋是5.00m/s、右肩是8.89m/s、右肘是11.87m/s、铅球是13.21m/s,四个环节的速度是逐渐增加的,是比较合理的。符合环节逐渐加速和以大环节带小环节的原理。从达到峰值的时间看分别是右髋在左脚着地后的0.10s,右肩是在左脚着地后的0.14s,右肘是在左脚着地后的0.14s,铅球是在左脚着地后的0.18s,可以看出贾鹏的加速时机还是掌握的较好的,都是在上一环节达到峰值后下一环节才加速,并把速度进一步的叠加,直至最后把速度传递给铅球,唯一的不足是右肘关节加速的时机稍微早了一些,属于像贾鹏一样用力时机比较合理的还有李文魁。其他选手都有用力顺序不太合理的现象,基本上都是右肩出现峰值的时机比右髋要早,像钟风竹的四个环节的速度峰值,右髋是4.67m/s、右肩是7.01m/s、右肘是9.37m/s、铅球是12.27m/s,四个环节的速度是逐渐增加的,是比较合理的。但是从达到峰值的时间看分别是右髋在左脚着地后的0.20s,右肩是在左脚着地后的0.12s,右肘是在左脚着地后的0.29s,铅球是在左脚着地后的0.31s,可以看出他的顺序是右肩-右髋-右肘-铅球,右肩在右髋还没有达到峰值的时候就开始了加速,这说明了右肩至少提前了0.08s就开始了用力,没有把右髋的力量传递上来,破坏了力量的链状传递。我国其他选手属于类似情况的比较多。还有钟风竹的右肘和铅球达到速度峰值的时间太紧,只相差0.02s,这说明他在投掷的过程中过多的依靠了手臂投掷,没有很好的体现出铅球的速度是由其他各个环节速度的叠加完成的原理。4u3000论(1)我国选手普遍存在最后用力的时间过长的缺点,身体由侧弓转为反弓的时间过长,右髋的转动和右腿的蹬伸不积极。(2)我国选手中除个别人右侧技术环节较好外,普遍存在左脚着地使膝关节角度偏大,而用力时踝关节和膝关节蹬伸不充分的缺点,这直接影响了最后用力的幅度大小。(3)我国选手普遍存在铅球出手瞬间速