我國女子鉛球優秀運動員最后用力階段技術的運動學特征研究

摘 要:運用文獻資料法、三維攝像和錄像解析法等，從時間、空間和時空3方面特征對我國現役的3名優秀女子鉛球運動員最后用力階段技術的運動學特征進行分析研究。結論:1)除李梅菊外的2名隊員身體重心最大速度值較小，鉛球速度加速提升的時機較早;2)雖然這3名運動員的出手高度都比較理想，但除鞏立嬌外其余2名隊員的出手速度值偏小，除李梅菊外的2名隊員的出手角度偏小;3)鉛球做功的距離和時間較短。

關鍵詞: 女子鉛球;優秀運動員;最后用力階段技術;運動學特征

中圖分類號: G 824 文章編號:1009-783X(2010)03-0039-04 文獻標志碼: A

Abstract:Through using the method of literature review，3-dimensional camera and video analysis，from the time，space and space-time characteristics，this paper made analysis on kinematic characteristics of final exertion technique of excellent female shot putters in China.Conclusion:1)In addition to LI Mei-ju，two players’ body center of gravity has the small of maximum speed value and the time of shot put speed accelerates early.2)Although the release of three players is satisfactory，in addition to Gong Li-Jiao，the other two players’ release speed is small，while the other two players’ release angle is small except LI Mei-ju.3)The distance and time of shot put do work is shorter.

Key words:women's shot put;elite athlete;final exertion technique;kinematic characteristics

1 研究內容及主要研究方法

1.1 研究內容

我國現役的3名優秀女子鉛球運動員(見表1)(2008年在杭州蕭山舉行的中國田徑大獎賽成績位于前3名女子鉛球運動員)背向滑步技術最后用力階段——“從左腳落地到鉛球離手”[1]的運動學特征。

1.2 研究方法

1.2.1 三維攝像法

采用現場高速錄像圖像采集與計算機硬盤記錄系統設備，對被試比賽技術圖像進行了現場采集。高速錄像光學鏡頭為美國PULNIX公司生產的CCD高速掃描攝像頭(TM-6710CL)，有效感光面積5.8 mm×4.3 mm，CCD感光元件尺度為9.0 μm×9.0 μm，有效圖像相素為648(長)×484(高)，拍攝頻率為120 p/s，曝光時間為(1/1 000)s。高速采集卡為METEORII-CAMERA-LINK(加拿大)，主光軸高度1.2 m，2攝像頭距離拍攝點為10 m，主光軸間夾角約為90°。賽前和賽后拍攝了艾捷三維立體框架坐標。

拍攝時間和地點:2008年4月11—13日拍攝于浙江蕭山國家田徑隊訓練基地。

1.2.2 錄像解析法

使用Ariel公司的APAS運動分析系統(美國)對比賽獲得前3名運動員所投的6次中最好成績動作錄像進行解析，依據人體模型的標準和研究的需要選取20個關節點，用低通數字濾波法對原始數據進行平滑處理，平滑系數為6，獲取了所需參數原始數據指標。

1.2.3 數理統計法

運用Excel 2003對選取的指標與測試結果進行了統計分析，計算出所選指標的平均值和標準差，并對指標參數進行了相關性分析和指標顯著性差異檢驗。

1.2.4 對比分析法

根據解析得出的所需數據，與我國前優秀鉛球運動員(隋新梅、黃志紅等)的技術動作進行對比與分析。

3 結果與分析

為了便于對最后用力階段的技術進行診斷，從以下3部分對最后用力階段技術進行分析:第1部分指滑步結束之后，從擺動腿著地瞬間開始到擺動腿被壓迫至最大彎屈為止時的相關環節運動學參數分析;第2部分指從左腿被迫壓彎最大角度開始到鉛球最后出手時相關環節運動學參數分析;第3部分指最后用力整個過程中鉛球速度和身體重心速度關系的分析。

3.1 最后用力階段中的第1部分技術參數(見表1、表2)

第1階段的主要任務是保持鉛球已獲得的運動速度，為投擲臂的加速用力進行最后的神經、肌肉準備。其特征是時間短、動作幅度小、鉛球運行距離較小。最后用力開始的關鍵是右膝和右踝的內轉，并以右腿的轉蹬推動髖部側移，同時上體并沒有主動抬起，造成身體左側肌群最大程度地拉緊，為最后用力的加速階段創造良好的力學條件。

從表1看到:這3名現役運動員，左腳著地時左膝角的平均值為135.6°;從左腳著地開始身體重心速度達到最大值用的時間看，這3名現役運動員的平均值為0.010 s，而李玲在左腳著地時刻身體重心速度已經達到最大值，李梅菊的身體重心速度在左腳落地后0.08 s時達到最高值;從髖和肩轉動角看，現役優秀運動員的肩轉動角和髖關節轉動角不僅轉動幅度大而且差別小;從身體重心速度看，這3名優秀運動員身體重心速度最大值的平均值為2.403 m/s，其中最大的李梅菊為2.655 m/s。1997年8屆全運會上，隋新梅(20.25 m)、黃志紅(20.24 m)、李梅素(19.46 m)在左腳著地時左膝角分別為132°、146°、135°，其平均值為139°。隋新梅(20.25 m)、黃志紅(19.97 m)和李梅素(19.46 m)，在左腳落地后0.14 s時才達到最高值，身體重心速度最高值為4 m/s[3]。

最后用力應當是在髖部積極前移的基礎上，迅速送肩伸臂，此時鉛球的速度表現為迅速增加，此刻我們可以稱之為爆發用力[4]。從表2可以看出，這3名優秀運動員最后用力第1階段(爆發用力之前)，身體重心水平方向位移平均值為0.130 m，隋新梅、黃志紅和李梅素的水平位移平均值為0.153 m，比我國這3名運動員多2.3 cm。原因是我國前優秀選手在爆發用力之前軀干和上肢并未急于發力，而是積極地推動髖部前移，促使身體重心在水平方向上取得較大位移。從右髖水平方向的來看，我國這3名運動員爆發用力之前，右髖水平方向的移動位移平均值是13.484 cm，而我國前優秀選手爆發用力之前右髖水平方向的移動距離是16 cm，比我國這3名運動員多了近3 cm。再比較左肩后撤同樣看出，我國前優秀選手隋新梅(20.25 m)、黃志紅(19.97 m)和李梅素(19.46 m)爆發用力之前左肩后撤僅1 cm，而我國這3名運動員爆發用力之前左肩后撤均值為2.835 cm，其后撤最小是2.05 cm，這也說明現役優秀運動員軀干和投擲臂急于用力。正確的做法是左腳著地后，應強化髖部的積極前移動作，軀干動作與上肢動作隨之被動進行，使髖部相對固定，它只是一個動作外形上的“形似弓但不射”的發力姿勢，此時軀干與上肢若急于發力，就不可能取得最佳用力效果[5]。

3.2 最后用力階段第2部分技術參數(見表3、表4)

最后用力的第2部分技術參數見表3、表4，其主要任務就是使鉛球再出手前獲得足夠的動能，并以適宜的角度、高度和速度將球推出。

由表3看到，我國這3名優秀運動員，最后用力階段，做功時間的平均值為0.218 s，雙支撐時間平均值為0.12 s，鉛球做功距離平均值為1.542 m，鉛球水平運動距離為1.255 m。我國前優秀女子鉛球運動員隋新梅(20.25 m)、黃志紅(20.24 m)、李梅素(19.46 m)鉛球做功距離分別為1.72、1.52、1.73 m，其平均值為1.66 m，鉛球做功時間分別為0.27 s、0.26 s、0.26 s[6]，其平均值0.263 s。與前優秀運動員相比，這3名優秀運動員做功距離過短，做功時間短。通過綜合參數即做功距離除做功時間的比值的比較發現:現役隊員的比值7.07 m/s大于優于前優秀隊員的比值6.38 m/s，但是成績卻不理想;因此，對其錄像進行反復的觀察并結合過渡階段的數據分析發現:她們在最后用力階段鉛球速度的提升是以過渡階段軀干抬得過高為代價的，所以她們的做功距離和做功時間過短。

投擲原理表明，與水平方向成一定角度的拋射體的水平飛行距離取決于其初速度(V0)、出手角度(°)和出手高度(H)，初速度是3個因素中最主要的因素，器械飛行的遠度同器械出手速度的平方成正比[7]，是影響推鉛球成績最重要的指標。研究數據很明顯地說明了隨著出手速度的增大，鉛球運動的距離也相應地增大，它們之間屬于正比關系[8]。前人通過相關分析后認為，鉛球速度的提高幾乎與成績提高成顯著性(相關系數大于0.99)，只要出手角度不要有太明顯的變化，當增大出手速度時鉛球運動距離自然會增大，而且隨著出手速度的相應增大，且距離差之間的增大還是一個呈單調遞增的趨勢。從表4 可以看到，我國這3名優秀運動員在鉛球出手時刻，鉛球水平速度為9.506 m/s，垂直速度為6.050 m/s，平均合速度為11.027 m/s，出手時的平均出手角度為31.92°，出手高度平均值為2.01 m。而前優秀女子鉛球運動員隋新梅(21.66 m)、黃志紅(21.52 m)出手速度分別為13.95、13.93 m/s，其平均速度為13.94 m/s，出手角度分別為39°、36.9°，其平均值為38.95°，出手高度都為2.04 m。由于出手高度主要取決于出手瞬間人體的用力姿態(是否騰空)、運動員身材(身高)等因素，因此我們引入新的參數，即出手的高度除身高來衡量。發現:李梅菊、鞏立姣和李玲的比值分別是0.868、0.773和0.90，其平均值為0.847，而隋新梅和黃志紅的比值分別是0.882和0.852，平均為0.867;因此，我國這3名優秀運動員除出手高度外其出手速度和角度與我國前優秀選手還有較大的差距。

3.3 最后用力階段中鉛球速度和身體重心速度(如圖1、圖2、圖3所示)

從圖1、圖2和圖3曲線圖看，我國這3名優秀運動員除李梅菊外其余2名隊員的鉛球加速的時機較早，即在身體重心速度達到最大之前鉛球速度已經得到較大的提升，而隋新梅、黃志紅和李梅素鉛球速度陡然上升的時間幾乎出現在身體重心速度達到最高值的瞬間[9];因此，除李梅菊外的2名隊員顯然沒有充分利用好身體重心速度，降低了身體重心速度的利用率，其主要原因也是軀干和投擲臂過早用力。

4 結論

在最后用力階段，我國這3名優秀運動員的情況是:1)除李梅菊外的2名隊員身體重心最大速度值較小，鉛球速度加速提升的時機較早;2)雖然這3名運動員的出手高度都比較理想，但除鞏立嬌外其余2名隊員的出手速度值偏小，除李梅菊外的2名隊員的出手角度偏小;3)鉛球做功的距離和時間較短。

參考文獻:

[1]全國體育院校教材委員會.田徑運動高級教程:修訂版[M].北京:人民體育出版社，2003:546.

[2]中國田徑協會官方網站.國內賽事成績查詢[EB/OL].(2008-10-02)[2009-11-25].http://www.athletics.org.cn/.

[3]李金剛.我國優秀女子鉛球運動員背向滑步推鉛球技術的運動學分析[D].西安:西安體育學院，2009.

[4]牛文路.田徑名詞術語解釋[M].西安:陜西人民教育出版社，1999:330.

[5]白光斌，龔銳.張榴紅背向滑步推鉛球技術動作的速度節奏研究[J].西安:西安體育學院學報，2003，20(1):73-76.

[6]李金剛.我國優秀女子鉛球運動員背向滑步推鉛球技術的運動學分析[D].西安:西安體育學院，2009.

[7]全國體育院校教材委員會.田徑運動教程[M].北京:人民教育出版社，2005:330.

[8]劉剛.我國健將級女子鉛球運動員專項身體素質訓練水平與運動成績的研究[J].廣州體育學院學報，2005(9):52-56.

[9]季虎.我國女子鉛球運動現狀分析及對策研究[D].濟南:山東師范大學，2006.