程菲跳动作的发展现状与未来

程菲跳动作的发展现状与未来

“程菲跳跃”是中国的著名运动员程菲在2005年第38届世界体育比赛中创造的一个新动作。国际体育协会（international体育协会）称之为“程菲跳跃”。它的全名是“180c旋转体”，前半开放式，前半开放式，540c旋转体”。程菲在这届世锦赛女子跳马决赛中使用了两个最高难度值的动作(难度分均为6.5分),即“程菲跳”和踺子后手翻直体后空翻转体900°,并夺得女子跳马冠军。这是一次历史性的突破,是我国运动员第一次夺得女子跳马世界冠军。女子跳马踺子转体180°类动作,是2001—2004年国际体操规则新增加的一组动作,程菲抓住了历史机遇,及时地发展了踺子转体180°前手翻直体前空翻转体540°,并使我国女子跳马开始进入世界先进行列。此类动作还有较大的发展潜力,在“程菲跳”的基础上可以进一步发展踺子转体180°前手翻直体前空翻转体720°或转体900°。本文的主要目的就通过运动生物力学的分析揭示“程菲跳”的运动学规律与技术特点,为我国运动员发展该类型动作提供理论依据和技术参考。1研究对象和方法1.1子体操队以现有战术和人员为保障程菲是湖北籍国家体操队集训队运动员,2004年雅典奥运会中国女子体操队主力队员。在2005年墨尔本第38届世界体操锦标赛上夺得女子跳马世界冠军,在2006年丹麦第39届世界体操锦标赛上再次夺得女子跳马世界冠军,同时夺得女子自由体操金牌和女子团体金牌。1.2学习方法1.2.1文献研究阅读有关文献资料10余篇,了解了近几年我国及世界女子跳马的发展情况。1.2.2我国和世界女子跳马技术发展现状观看了2000年悉尼奥运会、2004年雅典奥运会及2003年、2005年、2006年世界体操锦标赛女子跳马单项决赛的电视录像,在现场观看了2004年、2005年、2006年全国体操锦标赛女子跳马决赛,并做了部分技术统计,对我国和世界女子跳马的技术发展现状趋势有了一个基本认识。1.2.3运动学研究主要运用生物力学三维摄像解析方法对“程菲跳”动作进行分析。1.2.3.拍摄“程菲跳”的过程2006年12月在国家体操队训练馆内用2台日本产Sony摄像机拍摄“程菲跳”的全过程。A机在跑道左侧,B机在跑道右侧,两机主轴夹角为100°对准跳马。拍摄频率为50fps。比例尺采用Peak框架进行三维立体标定,利用外同步对动作进行同步处理。1.2.3.motion软件解析对所采集的动作图像进行整理、解析,选用扎齐奥尔斯基人体模型利用SIMIMOTION软件进行解析,对解析获得的数据采用低通滤波进行平滑,截断频率为8Hz,对取得的平滑数据进行分析、筛选和整理。共获得4600多个数据,包括身体重心和各关节的位移、水平速度、垂直速度及各关节角度等。2结果与分析2.1全球行为分析2.1.1身体重心的方向和方向两脚触板后经过踏跳和第1腾空身体重心轨迹逐渐上升至第2腾空最高点后又逐渐下降,直至两脚落地(图1)。2.1.2第2比23e身体重心水平速度曲线是逐渐下降的(表1、图2)。两脚触板时身体重心水平速度为4.86m/s,经过踏跳和推手后重心水平速度下降到2.38m/s,第2腾空稳定在2～3m/s,落地瞬间下降为1.89m/s。身体重心垂直速度曲线出现3个上升峰值,2个下降峰值。两脚触板时重心垂直速度比较低,为0.52m/s,两脚蹬离板时出现第一个上升峰值为3.50m/s。撑马过程垂直速度略为下降,两手推离马时出现第二个上升峰值,为3.23m/s,进入第2腾空垂直速度逐渐下降,至最高点几乎接近零。然后又逐渐上升,落地瞬间达到3.96m/s。2.1.3空翻转体的速度结构以第2阶段为例从两脚触板至落地瞬间是“程菲跳”主要动作阶段,包括4个阶段,时间比例(表2、图3):踏跳阶段为0.10s,占7.58%;第1腾空阶段为0.10s,占7.58%;推手阶段为0.18s,占13.63%;第2腾空阶段为0.94s,占71.21%。从以上时间比例看有以下两个特点:1)第2腾空时间最长,空翻转体在这个阶段完成需要的时间和空间更大一些;2)从踏跳至推手必须在较短的时间内完成,尤其是踏跳时间约占推手时间的1/2。2.2子、子踏跳、第1子踏跳、第22“程菲跳”由8个动作阶段组成,包括助跑、趋步、踺子、踺子踏跳、第1腾空、推手、第2腾空、落地。下面重点分析踺子踏跳、第1腾空、推手和第2腾空4个阶段,这是完成“程菲跳”最关键的几个技术阶段。2.2.1子跳跃阶段的技术踺子推手后从两脚触板至离板的运动过程为踺子踏跳阶段。有以下几个技术特点:2.2.1.前脚触板的观察踺子推手后两脚积极向后下方踏板,踏在重心投影线后,上板角为63°,形成一定的制动性踏跳。脚落在板前端约1/3处,用前脚掌触板,脚尖偏向左侧约45°,有利于加快身体的转体。下肢各关节保持一定的弯屈度,左踝角为96°,右踝角为95°;左膝角为143°,右膝角为127°;左髋角为125°,右髋角为114°。上体抬起、梗头略有转动,两臂上举,左、右肩角分别为165°和133°(表3、图4)。2.2.1.增加0.10s仿真两脚触板后,踏跳板在人体重力作用下开始下沉,膝角和踝角也有小幅度的减小,以拉长腿部肌肉,为蹬腿储备肌肉能量。紧接着在踏跳板反弹的过程中快速有力地蹬直两腿,直至脚尖离板,左膝角增加到149°,右膝角增加到146°,两腿基本伸直(表3、图5)。在蹬腿的同时继续转体,两臂上摆。整个踏跳时间很短,只用了0.10s。踏跳过程一个最突出的特点是重心水平速度明显减小,垂直速度明显增加,水平速度由触板时的4.86m/s减小到离板时的3.78m/s,垂直速度由触板时的0.52m/s增加到离板时的3.50m/s(表3)。根据力学原理,在时间一定的情况下,增加作用力就能增加动量,动量越大,垂直速度越大。程菲重心垂直速度增加5～6倍,说明她的踏跳力量相当大,身体重心上升明显,离板时比触板时上升0.22m。2.2.1.跳马的长度两脚蹬离踏跳板时,身体并未转到180°,而只转到90°,上体侧向跳马,两臂上举,左肩角148°,右肩角158°(表3、图5)。身体重心已越过脚支点垂直投影线,蹬离角小于90°,为84°,这样就形成了使身体向前向侧的翻转力短,对完成好第1腾空和推手是必要的。2.2.2重心麻黄的变化第1腾空是从两脚离板至左手撑马的运动过程。第1腾空是踏跳和推手的衔接阶段,又是推手前的准备阶段。第1腾空身体重心抛物线是逐渐上升的(图1),抛物线的腾起角约为42°。这个阶段需要保持较快的水平速度和垂直速度,在重心上升的过程中要积极撑马,肩角有所减小,第1腾空飞行时间较短,为0.01s。在左手积极撑马的同时两脚向侧向后摆腿,髋角呈增大趋势对于加快身体的翻转有积极作用。程菲在摆腿的过程中两腿并得非常紧,一般运动员很难做到这一点。2.2.3辅助技术推手阶段是从左手撑马右手撑马至两手推离马的运动过程。有以下几个技术特点:2.2.3.左、右肩角及具机动作结构左手撑马之后右手立即撑马,间隔时间为0.06s。左手撑马位置较低,离马后端10～20cm区域内靠左侧,右手撑在左手前5～10cm区域内靠右一点。左手撑马时身体已转过90°,身体重心高于左手支撑点,撑马角为23°。髋角继续增大,左髋角为218°,右髋角为208°(表4、图6)。右手撑马时肩角和髋角均减小(表4、图7),左肩角由129°减小到123°,右肩角由144°减小到131°。说明推手前肩角适当的缓冲对于拉长肩带肌肉,为下面的顶肩推手有重要的作用。这时身体完全转过90°,但仍未转到180°。整个身体高于肩关节水平位置。一般来说,前手翻直体前空翻转体类动作均为两手同时撑马,而“程菲跳”却是依次撑马,这与踺子转体180°接前手翻直体前空翻转体540°动作结构和特点有关系。从踺子踏跳至撑马的过程中,身体并未转过180°,而是转过90°左右,这样只能左手先撑马右手后撑马。李小鹏几年前就做了踺子转体180°前手翻直体前空翻转体900°(“李小鹏跳”),也是左、右手依次撑马。当然,随着该动作技术的完善,踺子踏跳转体度数越靠近180°,左、右手撑马的间隔时间也会越来越短,当踺子踏跳转体达到180°时,两手就可以同时撑马。2.2.3.右肩角的确定在左、右手依次撑马后要快速有力顶肩推手,推手时间为0.18s,肩角比右手撑马时增加明显,左肩角为161°,右肩角为159°(表4、图8)。重心水平速度继续减小为2.38m/s,重心垂直速度比右手撑马时略有增加,为3.23m/s,说明程菲顶肩推手的效果还是可以的,在顶肩推手的同时髋角呈减小趋势,两手离马时左髋角减小到163°,右髋角减小到164°,说明两腿有所制动,这样有利于增加推手的作用力。2.2.3.推离角和推离角两手几乎同时推离马,顶肩推手过程髋角减小身体变直,基本上在倒立位置推离马,推离角为81°(表4、图8)。从左手撑马开始身体继续转体,到两手推离马时身体仍未转到180°,身体重心比第一只手(左手)撑马时升高了0.56m,比第二只手(右手)撑马时升高了0.38m,说明推手过程身体重心轨迹是逐渐上升的。2.2.4第2供给动作第2腾空是从两手推离马至两脚落地瞬间的运动过程,第2腾空是评定动作质量的主要标志之一。由于两手离马时身体重心垂直速度大于重心水平速度(表4),所以,第2腾空抛物线腾起角就大于45°为53°,第2腾空抛物线轨迹沿着53°的方向逐渐弧形上升,到最高点后又逐渐弧形下降,直至落地为止(图1)。第2腾空身体重心水平速度基本趋于稳定,垂直速度处于变量之中,重心抛物线轨迹上升过程,垂直速度逐渐减小,到最高点时垂直速度接近零。过了最高点后重心垂直速度又逐渐增大,落地瞬间为3.96m/s。第2腾空的高度和腾空时间主要由前面的助跑、踏跳和推手等阶段决定的。根据计算,“程菲跳”第2腾空抛物线轨迹最高点距地面高度为2.48m,距马平面(1.25m)高度为1.23m,身体重心上升的绝对高度为0.53m(表5)。第2腾空时间是从两手离马至两脚落地瞬间(两脚触垫子瞬间),根据解析和计算材料大约为0.94s(表5)。以上第2腾空的高度和腾空时间是完成好“程菲跳”的基本条件。两手推离马后身体向前翻转的过程中继续屈髋和转体。当上体向前翻转接近1/4周(头朝后的水平位置)时基本上转完了从踏跳开始经过推手后的180°转体,所谓的踺子转体180°到这个时候才算真正完成,然后开始该动作的540°转体。转体动力主要靠头肩带动在伸髋的同时右臂和左臂先后向胸腹前屈抱,以减小身体纵轴的半径,加快身体的转体速度,在转体的过程中要梗头,两腿夹紧,身体紧张伸直。直体前空翻转体540°是在身体直体向前翻转的过程中完成的,以上体翻转为标准,向前翻转到1/2周时转体180°,翻转到3/4周时转体360°,翻转到1周时(头朝下)转体540°,这时的身体重心离地面的高度为1.65m,仍比马水平面(1.25m)高0.40m,从540°开始转体到540°转完为止,用了0.62s时间,转体角速度为15.20rad/s。从转完450°以后至落地之前两臂要逐渐向前下伸开,这样可以加大纵轴翻转半径,减小身体的转体角速度,有利于做好落地动作。该动作是直体前空翻转体540°,实际上,身体向前翻转的过程不可能始终保持直体状态,从推离马到翻转1/4周,髋角逐渐减小,最小髋角为130°左右。这样的屈髋是必要的,一是,为了加快身体向前翻转速度;二是,为了伸髋转体加快转体速度。第二次屈髋大约在身体转完360°之后,髋角从175°开始逐渐减小至落地为止,当时离地面的高度是2.30m,比马水平面高1.05m。落地前的屈髋动作也有两个作用,一是,为了做好落地前的准备动作;二是,为了减小身体横轴的旋转半径,加快身体的翻转速度。当然,屈髋过早影响动作质量,另一方面,也可能因翻转速度过快,不利于做好落地动作。要辩证地看待落地前的屈髋动作。应该以动作质量为主要目标,在保证完成动作和做好落地的前提下,尽量晚屈髋,比如说,在转完540°或450°之后再屈髋落地,动作质量更高。按照以上分析的屈髋一伸髋一再屈髋的身体向前翻转状况,仍以上体为标准计算,从两手推离马至落地瞬间(两脚触垫子瞬间),上体翻转1周加上1/4周多一点,即在上体朝前的水平位置以上(表5、图9),整个第二腾空翻转角速度为8.73rps,比转体速度慢多了。落地瞬间两腿几乎完全伸直用前脚掌着垫。左膝角为160°,右膝角为169°,这样就为落地后的屈膝缓冲创造了有利条件。3重力通过脚脚跳马实现通过运动学的分析得出的结果证实程菲完成的踺子转体180°前手翻直体前空翻转体540°(“程菲跳”)的动作技术是合理的,主要结论:1.踺子推手后积极向后下方踏板,用前脚掌着板,脚尖偏向左侧45°,然后快速有力蹬直两腿。踏跳时间为0.10s,重心垂直速度明显增加,离板时上体转过90°侧向跳马,重心已越过脚支点垂直投影线,蹬离角为84°。2.两脚蹬离板后左手积极撑马,第1腾空飞行时间较短,为0.10s,第1腾空抛物线轨迹是在逐渐上升的过程中完成的,重心轨迹的腾起角为42°。3.两手依次撑马间隔时间0.06