原地團身后空翻的力學原理與教學方法的研究

□段成超 王君（北京體育大學 北京 100084）

學習原地團身后空翻需要練習者和指導者具備一定的專業理論知識儲備和技能才能達到理想的效果。本文從力學角度對原地團身后空翻的動作過程，進行詳細分析，并對教學與訓練中常見的錯誤與糾正方法進行歸納總結，從而更好的為練習者提供訓練思路和理論支撐。

1、動作過程

根據動作的過程，將原地團身后空翻劃分為三個部分：準備部分、基本部分、結束部分。

1.1、準備部分

由兩臂伸直上舉緊靠兩耳掌心相對開始，兩腿伸直靠攏，兩腿間隔不要過大，含胸、提背、梗頭、下巴微收、眼看正前方，隨后屈膝半蹲同時兩臂由上舉經體前向后下方擺至身體兩側，上體繃直，繼續保持立腰、梗頭狀態。

1.2、基本部分

準備部分結束時的姿態就是基本部分開始的姿勢。兩腿充分蹬地，（重心稍后移）兩臂迅速上擺，上升至接近身體重心最高點時，迅速團身雙手抱膝，繞身體重心橫軸翻轉360°，當完成翻轉動作后，要及時舉臂、展體、放腿，為進入結束部分落地站穩做好準備。

1.3、結束部分

經過短時間的騰空后，就進入了結束部分。此時當練習者的身體伸展兩腳接觸地面瞬間，前腳掌慢慢過渡到全腳掌，同時踝、膝、髖關節應協調屈曲做好緩沖，最后成雙腳站立成兩臂上舉的結束姿勢。

2、原地團身后空翻的力學分析

原地團身后空翻的重心運動軌跡是一條拋物線，所以要求騰空高度越高越好。而原地團身后空翻的重心拋物線高度主要來源于兩個方面：一個是雙腳蹬地時地面的支撐反作用力的垂直分力，另一個是兩臂迅速向前上方擺動所產生的附加擺動反作用力。因此，人體重心的提高是充分蹬地與兩臂迅速擺動共同作用的效果。

所有的翻轉動作都是雙腳蹬地時肌肉收縮所產生的支撐反作用力的結果。人體蹬地時會在地面產生一個大小相等、方向相反的力作用于人體，這個就是支撐反作用力。根據支撐反作用力的效果，又將支撐反作用力分為靜態支撐反作用力和動態支撐反作用力。靜態支撐反作用力是人體處于靜止狀態站在地面或器械上時，地面或器械對人體產生一個與自身體重相等、方向相反且在同一條直線上的反作用力，兩個力平衡，人體處于相對靜止狀態。動態支撐反作用力是人體在地面或器械上做向上或向下的加速運動時，地面或器械對人體產生的反作用力，其力在量值上等于人體重力與慣性力之和。而原地團身后空翻明顯屬于動態支撐反作用力的作用效果。當人體蹬地時，如果支撐反作用力的方向在人體總重心的前面通過，則運動員就會獲得向后翻轉。

根據原地團身后空翻的動作過程，現將動作分解為三個部分：準備部分、基本部分和結束部分。每個動作環節都涉及了不同的力學原理，從整體和局部的角度，基于力學知識對動作的各個環節做出更科學、合理的解釋，根據力學原理的不同選擇合適的練習方法，為以后的訓練與教學打下堅實的理論基礎。

2.1、準備部分涉及的力學原理

準備階段要求練習者兩臂上舉、含胸、提背、梗頭、身體緊繃。主要是增大肌肉收縮產生的張力，減少肌肉與關節的被動阻力，能以正確的發力部位完成動作。兩臂上舉可固定肩帶、胸廓有利于充分發揮上肢和軀干肌群的力量；含胸主要是調整呼吸對肌肉的影響，原地團身后空翻要求練習者瞬間短吸一口氣保持瞬間屏息（提氣）將胸廓固定然后憋氣，此外憋氣還可以緊腰使四肢關節和軀干處于更好發力狀態，在原地團身后空翻的蹬地和雙臂快速用力上擺階段都需要練習者憋氣；提背可以幫助固定胸廓使人體總重心升高；頭部在運動時會產生狀態反射，它能加強同側肌群的緊張度，減弱異側肌群的緊張度，團身時梗頭可以使背伸肌緊張度提高，有利于軀干固定，同時屈髖和屈膝肌群收縮可以避免相向運動，有利于團身；含胸、立腰、提背、梗頭都是為身體緊繃做鋪墊的，就是瞬間固定人體軀干的骨骼、肌肉和內臟，使軀干相對成為一體，以保證力的順利傳遞。在原地團身后空翻中的準備階段，身體緊繃對完成空翻動作是十分重要的。

2.2、基本部分涉及的力學原理

基本部分又可以分為三個過程，蹬地擺臂、空中翻轉、準備落地。

（1）蹬地擺臂階段。

蹬地充分和擺臂迅速可以使人體重心提高，起跳過程中兩臂和上體沿著順時針方向快速擺動，這時上體和兩臂有動量矩Jω，（J人體轉動慣量、ω角速度）這也是人體在空中翻轉的能量之一。由于轉動慣量等于人體質量（m）和其質心距離轉動軸平方的乘積J=mr2，因此動量矩的大小取決于半徑和角速度。此外在雙臂加速上擺和制動過程中也會產生一個額外的作用力，有助于提高身體重心的高度，這個力就是擺動反作用力。當人體靜止站在地面，雙臂加速向前上方擺動與制動時，人體的雙腳會稍微離開地面，說明臂的擺動反作用力已經超過了人的自身體重。在原地團身后空翻中臂的擺動反作用力由兩個矛盾方面構成，即快速擺動和快速制動。

兩臂由上舉開始向下擺，臂產生向下的加速度，因此會產生向上的慣性力，使人體支撐反作用力減小，同時屈膝、半蹲、髖關節的屈都會使支撐反作用力下降，這一階段是為提重心做準備。兩臂加速上擺，會產生較大的向上加速度，這時臂向下的慣性力引起支撐反作用力急劇增大，這也就出現了附加的支撐反作用力。這時配合踝、膝、髖等關節的伸展，重心迅速提高，身體也獲得向上的加速度，因此臂的擺動反作用力在起跳過程中具有顯著作用。當雙臂上擺至頭上時應立即制動，實行速度重新調配。此時雙臂速度減慢，通過力的傳遞作用，上肢速度的減慢，會使下肢速度增加，配合踝、膝、髖等關節的收縮，轉動半徑的減小，加快了翻轉速度。

（2）空中翻轉階段。

蹬地結束后進入騰空，身體繞重心橫軸翻轉，此時沒有外力矩作用于人體，因此符合動量矩守恒。動量矩守恒是動量矩定理的特殊情況，指轉動的物體在沒有受到新的外力矩下，它的動量矩（轉動慣量和角速度的乘積）保持不變。在人體進入騰空，必須通過改變局部或整體的轉動慣量（雙臂的擺動、人體半徑等）來加快或減慢翻轉的角速度，進行速度調配，從而保證動作順利完成。因此在雙腳蹬離地瞬間，要強調梗頭、屈膝、屈髖、雙手抱緊小腿等縮短半徑的方法來加快翻轉。

（3）準備落地階段。

翻轉結束就進入了準備落地階段，準備落地環節是完成翻轉動作后著地站穩的重要環節，空中準備落地動作是（圍繞身體重心的轉動慣量和角速度的控制和調節技術）影響落地站穩的關鍵。當練習者完成翻轉動作之后，要及時的舉臂、展體、展髖、放腿，使翻轉半徑增大，減小翻轉角速度，便于在翻轉速度較小的情況下穩定落地。

2.3、結束部分涉及的力學原理

準備落地階段后，經短暫的下落，就進入了結束部分。落地技術的好壞是由整個技術動作所決定的。當身體下落，兩腳接觸地面瞬間應由前腳掌過渡到全腳掌，同時踝、膝、髖關節屈曲，緩沖人體下落時帶來的巨大沖擊力，實際上緩沖過程就是延長作用力的時間，減少沖擊力。

3、常見錯誤及糾正方法

3.1、常見錯誤

上述對原地團身后空翻各階段涉及的力學原理進行解析，旨在為動作涉及的力學知識和常見錯誤提供科學、合理的解釋，從而加深練習者對正確技術動作的訓練思路。原地團身后空翻作為一個較難的技術，各環節的銜接與配合都會對整個完成質量產生重要影響，根據出現錯誤的頻率和嚴重性分為以下幾點：

3.2、糾正方法

在學習原地團身后空翻之前，老師可以通過圖形介紹、觀看視頻、動作示范等方法對練習者進行預先講解，幫助練習者在頭腦中建立正確的動作表象，除此之外還可以進行心理疏通克服練習者的恐懼心理。

根據原地團身后空翻的三個部分，有針對性的對訓練中各階段出現的問題進行糾正。在準備部分要時刻提醒練習者保持含胸、提背、梗頭、身體緊繃，若練習者對含胸、提背、梗頭概念不清楚可以先進行含胸、提背、梗頭的進階訓練；基本部分是完成動作的核心，蹬地擺臂要充分，雙臂制動要及時，身體騰空時要迅速雙手抱膝，準備落地時要伸展身體；結束部分落地要積極緩沖，站立要穩。

4、教學方法

（1）可以在蹦床或彈板上練習團身后空翻，建立向后翻轉的概念，克服恐懼心理；

（2）利用海綿坑或者海綿墊，練習者從軟墊上練習團身后空翻落入海綿坑或者海綿墊上；

（3）若是團身不緊，可以讓練習者平躺于軟墊，做快速屈膝撞胸的動作體會騰空后加速翻轉的動作；

（4）保護者站于練習者的正后方，練習者做蹬地擺臂向后翻轉的動作，幫助者用雙手托其上背部，體會騰空翻轉動作，此時要提醒練習者繼續保持含胸、提背、梗頭狀態；

（5）保護者站于練習者起跳點的側面，當練習者跳起身體騰空時，一手托其髖部或者腰部幫助其翻轉；

（6）雙人保護時可站于練習者起跳點的兩側，當其跳起時，一手提其褲帶，另一只手托其背部，幫助提高身體重心，并提醒練習者快速收腹、雙手抱膝，在保護幫助下完成翻轉。