（体育教育训练学专业论文）武术套路中c级跳跃难度动作旋风脚720°的三维运动学分析.pdf

学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作所 取得的研究成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包 含任何他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河北师范大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中明确注明并表示谢意。 学位论文作者签名：写i 血 签字日期：7 伊6 年6 月- - b 学位论文使用授权说明 本人同意研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权届河北师范 大学。本人完全了解河北师范大学有关保留、使用学位论文的规定。学校 有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和 纸质版。有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校 图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索。有权将 学位论文的标题和摘要汇编出版。 学位论文作者签名：香1 乒 签字日期：年5 月护日 导师签名旦，了蠡 签字日期：却占年，彳月z - n 武术套路中c 级跳跃难度动作旋风脚7 2 0 。的三维运动学分析 中文摘要 武术是中华民族的一项传统体育项目，经过几千年的发展，对武术文化和 各种套路演练技法的研究已经比较详尽。随着各项武术比赛的开展，武术向着 “高、难、美、新”的方向发展，新规则对难度动作的规定使得难度动作在套路比 赛中的重要作用更加明显，这就需要武术训练科学化水平的进一步提高，同时 对难度动作进行详细的理论研究，寻找动作运动规律进行科学化训练也势在必 行。 本文通过运用文献资料法、立体定机摄影摄像测量法、观察法、数理统计 法对优秀武术运动员的c 级跳跃难度旋风脚7 2 0 。从助跑起跳：腾空转体、落地 三个阶段进行运动学分析，得出以下结论：男女运动员在起跳过程中重心水平 速度逐渐减小，垂直速度迅速增大，垂直速度在蹬离地面瞬间达到向上运动最 大值，男运动员为2 8 4 o 2 3 m s ，女运动员为2 5 6 + 0 1 3 m s ；助跑结束时，男运 动员着地角为5 5 9 8 + _ 1 8 5 。，女运动员为5 4 5 1 _ + 1 6 1 。，被测运动员着地角达到以 上值时能够完成动作；起跳阶段，膝关节最大缓冲时刻角度男子为1 4 5 5 7 _ + 2 9 0 。， 女子为1 4 8 5 5 + 4 2 4 。，这个角度有利于蹬伸动作的完成；在起跳阶段，两臂快速 由下向上向后摆动，并且增大两臂的摆动幅度，在一定程度上增大了重心的腾 起高度；起跳离地至腾空最高点，男运动员重心升高的相对值为2 1 4 0 _ + 0 3 3 ， 女运动员重心升高的相对值为1 8 1 3 1 0 5 ；大部分运动员在重心达到最高点前 击响；击响过后，摆动腿快速摆动下压，提高了转动速度，男运动员摆动腿速 i 度为7 1 3 + _ 0 1 5 m s ，女运动员为6 1 9 + 1 0 7 m s ；落地过程人体对地面的作用力很 大，女运动员在落地时刻上体扭转明显，增加了落地后支撑腿的负荷，落地稳 定性稍差，动作稳定耗时长；男运动员完成整个动作用时1 2 5 _ + 0 1 0 s ，女运动员 用时1 3 2 + _ 0 0 7 s ；男运动员腾空时间大于女运动员，有利于空中旋转动作完成， 落地稳定性好。 关键词：套路运动；旋风脚7 2 0 。；垂直速度；水平速度 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 垫：! ；! ! ! ! ! i a b s t r a c t m a r t i a la r t si sat r a d i t i o n a la t h l e t i ci t e mo ft h ec h i n e s en a t i o n t h r o u g hs e v e r a l t h o u s a n dy e a r so fd e v e l o p m e n t ，t h es t u d yo fm a r t i a la r t sc u l t u r ea n dv a r i o u st a o l u t e c h n i q u e sh a v eb e e nc o n d u c t e dv e r yw e l l w i t ht h eb l o s s o mo fv a r i o u sk i n d so fi t s c o m p e t i t i o n ，m a r t i a la r t sh a sb e g u nt og o “h i g h ，d i f f i c u l t ，p e r f e c t ，n e w ”d i r e c t i o nf o r f u r t h e rd e v e l o p m e n td i f f i c u l tm o v e si sav e r yi m p o r t a n tp a r ti nt a o l u c o m p e t i t i o n ， s i n c et h ec a r r y i n go u to fn e wr o l e s ，i t sr o l eh a sb e c o m em o r ea n dm o r ei m p o r t a n t t h u si t r e q u i r e s af u r t h e re n h a n c e m e n to ft h es c i e n t i f i c t r a i n i n gl e v e la n dam o r e d e t a i l e dt h e o r e t i c a ls t u d yi nm a r t i a la r t s a l s o ，i ti se s s e n t i a lt of i n do u tc a m p a i g n l a w sf o rs c i e n t i f i ct r a i n i n g t h i st h e s i su s e st h e s em e t h o d ss u c ha sd o c u m e n t a t i o na c t ，t h r e e d i m e n s i o n a l m e a s u r e m e n to ft h ep h o t o g r a p h i cc a m e r a ，o b s e r v a t i o nl a w , s t a t i s t i c se t c t oc o n d u c l r e s e a r c h t h r o u g ht h ek i n e t i ca n a l y s i so fw h i r lw i n dk i c k7 2 0 。o fe x c e l l e n tm a r t i a l a r t sa t h l e t e s ( i n c l u d i n gt k o mr u n n i n ga n dj u m p i n g ，f l y i n gw i t hb o d yt o m ，l a n d i n g3 s t a g e s ) ，r e a d e r sc o u l dd r a wt h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n s ： f i r s t ，i nt h ep r o c e s so fr i s et oj u m p , t h eg r a v i t yc e n t e rl e v e ls p e e do fa t h l e t e s ( b o t hm a l ea n df e m a l e ) g r a d u a l l yr e d u c e ，v e r t i c a ls p e e di nc r e a s er a p i d l y v e r t i c a l s p e e dr e a c h e st h eh i g h e s tv a l u ea tt h el e a v i n gg r o u n di n s t a n t ：28 4 - + 0 2 3 m sf o rm a l e a t h l e t e s ，2 5 6 _ + 0 1 3 m sf o rf e m a l e s e c o n d l y , a tr u n n i n ge n d ，a n g l eo f l a n d i n gf o rm a l e a t h l e t e sr e a c h e s5 59 8 _ + 1 8 5 。f e m a l e ：5 45 1 _ + 1 6 1 。o n l yw h e nl a n d i n ga n g l e sm e e t t h ea b o v em e a s u r e m e n t sc o u l da t h l e t e sc o m p l e t et h em o v e t h i r d l y , i nt h es t a g eo f r i s et oj u m p ，t h eb i g g e s tb u f f e ro ft h ek n e ej o i n tt i m ea n g l ef o rs t r e t c h i n gt ol e a v e 武术套路中c 缳跳跃难度动作旋h 脚7 2 0 的! 维运动学分析 g r o u n d f o u r t h l y ，i nt h ep r o c e s so fr i s e t oj u m p ，t h et w oa r m sr a p i d l ys w i n gt o u p w a r da n db a c k w a r d ，a tt h es a m et i m e ，t h er a n g eb e t w e e nt h et w os w i n g i n ga r m s e x p a n d s t h u s ，t oac e r t a i ne x t e n t ，i ti n c r e a s e st h el e a v i n gg r o u n dh e i g h to ft h e g r a v i t yc e n t e r f i f t h l y ，i nt h es t a g eo fl e a v i n gg r o u n dt ot h eh i g h e s tp o i n t ，t h eg r a v i t y c e n t e ro fm a l ea t h l e t e sr i s e2 14 0 + 0 3 3 m ，1 8 1 3 1 0 5f o rf e m a l e ，m o s la t h l e t e ss t r i k e r i n g sb e f o r et h e i rg r a v i t yc e n t e rr e a c h e st h eh i g h e s tp o i n ts i x t h l y , s h o r t l ya f t e rs t r i k e r i n g ，t h es w i n gl e gs w i f t l yd e s c e n d s ，w h i c hi n c r e a s e st u r n i n gs p e e dt h es w i n gs p e e d f o rm a l ea t h l e t ei s71 3 _ + 0 1 5 m s 6 1 9 _ + 10 7 m s f o rf e m a l es e v e n t h l y , i nt h ep r o c e s s o fl a n d i n gt ot h eg r o u n d ，h u m a nb o d y sg r a v i t yf o r c et o w a r dg r o u n di sv e r yl a r g e a t l a n d i n gm o m e n t ，f e m a l ea t h l e t e u p p e rb o d yr e v e l s e a m o r eo b v i o u s ，w h i c h i n c r e a s e ss u p p o r t i n gl e g sb u r d e n l a n d i n gs t a b i l i t yi ss l i g h t l yn o tu pt os t a n d a r d i t t a k e sal i t t l em o r et i m ef o rt h e mt og e ts t a b l e f i n a l l y , t oc o m p l e t et h ew h o l em o t i o n ， m a l ea t l d e t eu s e s12 5 _ + 0 1 0 s f e m a l ea t m e t ei s1 3 2 - + 0 0 7 s m a l ea t h l e t e sh a v em o t e t i m ei nt h ea i rt h e mf e m a l e ，w h i c hi sh e l p f u lf o rt h ec o m p l e t i o no fa i rr o t a r ya c t i o n ， a n da l s om a k e sag o o dl a n d i n gs t a b i l i t y k e yw o r d s ：t a o l uc a m p a i g n ；w h i r lw i n dk i c k7 2 0 。；v e r t i c a ls p e e d ；l e v e ls p e e d 武术套龉中c 级跳跃难度动作旋r 脚7 2 0 。的= 维动学分析 中文摘要 abs trac t 目录 1 前言 1 1 问题的提出 1 2 旋风脚720o 动作简介 1 3 研究现状 2 研究对象与方法 2 1 研究对象 22 研究方法 2 2 1 文献资料法 2 2 2 立体定机摄影摄像测量法 2 2 3 观察法 2 2 4 数理统计法 3 结果与分析 目录 3 1 旋风脚7 2 0 。动作的三维运动学研究的部分运动学参数界定 32 旋风脚72 0o 助跑起跳阶段技术分析 32 1 助跑起跳瞬间重心高度变化分析 32 2 助跑起跳瞬间重心速度和腾起角度变化分析 323 起跳腿缓冲阶段技术分析 3 2 4 起跳腿蹬伸阶段技术分析一 32 5 起跳阶段两臂和摆动腿( 左腿) 的运动学分析 3 26 起跳阶段左肩和左靛扭转速度分析 一 3 3 旋风脚7 2 0 。腾空阶段技术分析 3 3 1 身体重心腾起高度及腾空时间对比分析 3 3 2 击响时刻的空中姿态分析 3 33 击响过后至落地瞬间摆动腿膝关节速度变化分析 3 4 旋风脚7 2 0 。落地阶段技术分析 3 5 旋风脚7 2 0 。动作的时间分布分析 4 结论 参考文献 致谢 _“o巧石正“一口=”曲加”拍孙如”一曩一一强篡臻篡篡黑愚 武术套镕中c 级跣跃难度动作旋风脚7 2 0 的三维运动学分析 1 前言 1 1 问题的提出 武术运动作为中华民族的一项传统体育项目，已有几千年的发展历史，在 历史长河中形成各种独具特色的流派，当前对各种套路的演练技法已经有比较 详尽的理论研究，并且武术作为中华民族历史文化中的重要组成部分，已经渗 透到许多领域。传统的武术训练方法和手段为我国培养了无数的优秀武术人才， 但其中所暴露出的问题也成为阻碍武术运动发展的瓶颈。武术的科学化训练理 论与武术源源流长的发展历史相比，显得很苍白，现代体育中所提倡的科学训 练理论与方法在武术的训练与科研中的应用较少，关于武术的研究多从武术史、 武术美学、武术教法、武术与中国文化的关系等方面入手，多为定性的描述， 运用成熟的体育科研仪器对武术动作进行定量研究的很少，这样也势必阻碍了 练习者对技术原理的认识，从而不利于技术水平的提高。作为c 级难度动作的 旋风脚7 2 0 。是目前套路比赛中运动员的必做动作，运用现代的科学手段对武术 难度动作进行运动学分析，不仅能够解析高水平运动员完成动作的规律和技术 要领，而且能够找出运动员动作的失败之处，从而为运动员进行科学合理的训 练并且减少不必要的运动损伤提供帮助，对提高武术的竞技水平具有一定的指 导意义。 1 2 旋风脚7 2 0 。动作简介 根据田麦久的项群训练理论，武术属于技能主导类表现难美性项群，该项 群的主要特点是，运动员通过完成规定或自选的成套( 单个) 动作，展示其技 艺的难度和美感。武术套路比赛就是运动员在武术动作上的展示，而难度动作 主要有平衡、腿法和跳跃、跌扑动作。其中跳跃动作又按难度的大小分为a 级、 武术套路中c 级跳跃难度动作旋风脚7 2 0 。的二毽堡塑兰! 塑 b 级、c 级，随着级别的变化分值也逐渐增高。在c 级跳跃难度动作中主要有三 个动作：旋风脚7 2 0 。( 编码3 2 3 c ) 、旋子转体7 2 0 。( 编码3 5 3 c ) 、腾空摆莲 7 2 0 。( 编码3 2 4 c ) 。 3 2 3 c 动作属于无支点人体空问的复合轴转动”，在空中从事矢、纵两轴结 合的转动，并j i 要完成7 2 0 度旋转才能确认动作完成。3 2 3 c 动作结构复杂，整 个动作按动作时相划分为上步起跳、转体腾空里合腿、转体落地三个部分。目 前旋风脚7 2 0 。存在两种起跳方式，一种是单脚起跳，另一利是双脚起跳( 使用 双脚起跳的运动员比较少) ，整个动作需要在不到2 秒钟的时间内完成，对技术 水平的要求非常严格，所以对技术动作的掌握成为完成动作的关键。另外，2 0 0 3 年1 2 月武术套路竞赛规则( 试行) 除了规定难度动作外，还对比赛场地提出了 新的要求。新的比赛场地改变了以往只在地面上铺设地毯的模式，在地毯下面 增加了弹簧、海绵、水板等，使场地的弹性加大。比赛场地的改变对运动员动 作的完成也有一定的影响，这对教练员如何在新规则下，恰当地运用新场地也 是一个新的挑战。 2 0 0 2 - - 2 0 0 3 年武术新规则的修改试行，使武术比赛的评分更加公平、公正、 合理，同样也对运动员的技术水平提出了更高的要求。新规则规定：各项比赛 的满分为1 0 分。其中动作质量的分值为5 分；演练水平的分值为3 分：难度的 分值为2 分。新规则对难度有了更明确的规定，而比赛成绩的高低也与难度分 值息息相关。尤其是c 级难度动作的完成数量和质量，是运动员能否取得虽后 胜利的关键因素。 目前能够完成3 2 3 c 动作的运动员不少，但是能够保证高质量完成的却不是 很多，经常因为一些动作质量问题扣分。规则规定，确认动作是否完成主要有 武术棼黯中c 级跳跃难度动作旋风脚7 2 0 。的三维动学分析 两个要点：( i ) 转体度数不足，( 2 ) 外摆腿的腿高未达水平。在动作质量上的扣分 点主要有：3 0 ( 击响腿脚尖未过肩或击拍落空，每出现一次扣0 1 分) 、7 0 ( 落 地后晃动、脚移动或跳动，每出现一次扣0 1 分) 、7 1 ( 附加支撑，扣0 ，2 分) 、 7 2 ( 倒地，扣0 3 分) 。动作质量扣分点大多集中在最后落地的稳定性方面，然 而稳定性又与之前的助跑起跳以及空中动作有密切联系。 1 3 研究现状 经过查阅大量文献资料，发现对旋风脚7 2 0 。的研究很少。在张勇的长拳 中的腾空旋风脚7 2 0 。的动作技术分析文章中，偏重对动作的理论描述，缺少 技术分析的数据对所阐述的理论进行支持。该研究将旋风脚7 2 0 。分为3 个部分 论述，即助跑起跳、腾空旋风脚7 2 0 。、落地。在武术旋风脚7 2 0 。接跌叉稳 定性的研究这篇文章中，主要对落地接跌叉的稳定性进行运动学分析。经查 阅，旋风脚转体5 4 0 度动作的运动生物力学与解剖学分析中，作者对旋风脚 转体5 4 0 度动作进行分析，但是也只有定性的阐述。还有一些文章，也曾提到旋 风脚的练习方法或者在教学中的应用等，可是应用先进的科学仪器对这一动作 进行系统分析，对动作进行定量的研究还比较少。相关研究有研究生毕业论文 武术“腾空摆莲”3 6 0 。动作技术运动学特征分析，“腾空摆莲”3 6 0 。属于 跳跃难度的a 级动作，这份论文的分析思路为本研究对3 2 3 c 动作进行分析提供 了参考依据。还有一些对武术的平衡动作等进行研究的论文都为本研究工作的 进行提供了研究方向。通过摄影摄像测量方法对体育动作进行三维运动学分析， 在田径、体操、跳水等项目上开展的比较早，研究范围已经比较广泛。如硕士 毕业论文李小鹏、陆斌跳马前手翻直体前空翻转体9 0 0 。的运动学分析，采 用了录像解析的方法，对动作进行分析和诊断。综上所述，对3 2 3 c 动作进行完 武术套端中c 级跳跃难度动作旋风脚7 2 0 。的= 维运动学分析 整详细的技术分析的研究在武术理论上还是空白，但是在其它项目上运用三维 录像解析系统对动作进行技术分析的经验已经足以为之借鉴，也为本研究对旋 风脚7 2 0 。进行三维运动学分析提供充分的理论依据和技术支持。 2 研究对象与方法 2 1 研究对象 本文选用河北省体工大队的优秀武术运动员为研究对象，他i f j 多次参加全 国乃至世界武术锦标赛并取得优异成绩，现在部分运动员正在备战第十届全国 运动会的武术比赛。运动员基本情况如下： 表i 运动员基本资料表 2 2 研究方法 2 2 1 文献资料法 在撰写论文前，通过河北师范大学图书馆网络系统数字资源库，查阅了电 子光盘版中国期刊全文数据库、论文数据库、硕博论文库，通过对武术、旋风 脚、跳跃等关键词搜索，查阅了大量文章，对所查阅的资料进行整理归类，初 步了解了目前对武术动作的研究现状，爱捷解析系统的使用说明和该套系统在 其它项目上的使用情况，总结归纳出对旋风脚7 2 0 。动作进行技术分析的研究方 武术套龉中c 级跳跃难度动作旋风脚7 2 0 。的三维运动学分析 向和理论依据。 2 2 2 立体定机摄影摄像测量法 2 0 0 5 年1 月1 1 日，在河北体工大队武术训练馆拍摄动作，场地是新规则规 定的正式比赛专用场地。采用两台j v c 9 8 0 0 高速摄像机，拍摄频率为2 5 帧秒， 三维定点拍摄了动动连接动作旋子转体接旋风脚7 2 0 。，摄像机取景范围为旋风 脚7 2 0 。从助跑倒一步至落地的全过程。拍摄示意图见图l 图1 拍摄现场不意图 在动作编排里，旋风脚落地一般接跌叉或马步，本研究重点研究落地接马步 动作。在正式拍摄动作前根据预做动作的运动范围摆放框架，对框架进行拍摄， 一台摄像机距主光轴交点l o 米，另一台距离主光轴1 2 1 米，镜头重心距离地 面1 2 5 m ，两台摄像机夹角接近9 0 。在动作拍摄过程中，运动员轮流做动动 连接动作3 次，中间不停机，完整拍摄所有动作全过程。现场邀请了1 名国家 级、3 名国家一级裁判员对动作进行观察，对运动员的动作进行确认，没有确认 动作的不补做。每名运动员被确认的动作次数见表2 表2 动作确认次数表 对裁判员观察后确定的高质量动作图像使用北京爱捷人体信息研究所的 孤 ! ! 查笙堕! 丝垡堡苎堕垫堑壁垦塑! ! ! ：箜兰丝垩垫兰竺塑一 e i m g 6 4 一i 爱捷运动图像采集器，采用日本松井秀治人体模型，进行数字化解析。 通过逐幅解析动作，从而获得各关节速度、重一t 3 高度、角度等运动学参数，并 进一步对所得的数据用低通滤波法进行必要的平滑处理，最终得到各阶段所要 的技术参数，截断频率为8 h z 。在解析图像时，截取助跑最后一步，即左脚落 地瞬间至右脚内扣落地瞬间。 2 2 3 观察法 从录像上截取被确认的动作，邀请4 名裁判员根据运动员的动作质量和动 作难度的确认对运动员的每个旋风脚7 2 0 。动作分别从助跑起跳、腾空转体、落 地三个阶段进行评价，评价标准参照新规则中难度动作确认标准和动作质量的 扣分标准。通过录像反复观察，确定出每名运动员质量较高的一次动作。 2 2 4 数理统计法 将解析获得运动学数据采用e x c e l 软件根据不同的研究问题，绘制图表进 行分析，并根据不同的研究问题，使用s p s s l l 0 统计软件进行统计处理，计算有 关数值的平均数和标准差，从统计学上找出规律，进行量化分析。 3 结果与分析 3 1 旋风脚7 2 0 。动作的三维运动学研究的部分运动学参数界定 对旋风脚动作阶段的划分有不同的说法，从事5 0 多年武术训练工作的薛 盛才将整个动作划分为：上步起跳、转体腾空里合腿、转体落地三部分“”。张 勇在对旋风脚7 2 0 。的动作进行技术分析时，将动作划分为助跑起跳、腾空旋风 脚7 2 0 。、落地”三个阶段。通过对动作录像的观察和对多名教练员、裁判员 的访问，运动员的转体是从起跳阶段就开始了的，有的运动员尤其是女运动员 在落地瞬间上体还在扭转，伸直扭转角度较大，所以实际空中旋转度数要小于 7 2 0 。本研究将按旋风脚7 2 0 。动作时相从以下三个阶段来分析动作，即助跑 武术套路中c 缀跳h 难度动作旋风脚7 2 0 。的= 维运动学分析 起跳、腾空转体、落地。现将部分运动学参数界定如下： 着地角：着地瞬间身体重心与支撑点连线与水平面的后夹角。 腾起角：离地瞬间身体重心与支撑点连线与水平面的后夹角。 膝角：髋关节中心至膝关节中心连线与踝关节中心至膝关节中心连线的后夹角。 髋角：膝关节中心至髋关节中心连线与肩关节中心至髋关节中心连线的夹角。 躯干倾角：胸上点至两髋连线中点连线与水平面的夹角。 3 2 旋风脚7 2 0 。助跑起跳阶段技术分析 助跑是完成旋风脚7 2 0 。动作的准备阶段，好的起跳是成功高质量完成动作 的保障。在比赛中，运动员一般安排动动连接难度动作，前面完成旋子转体3 6 0 。，然后继续向前助跑2 至4 步做旋风脚7 2 0 。动作。最后一步助跑左脚落地至 起跳脚落地时，右脚脚尖里扣，此时身体发生扭转，助跑的速度发生变化。速 度的变化情况关系着起跳质量的好坏，同时也影响着以后动作的完成。张勇” 认为影响起跳的主要因素有身体的自然高度，起跳离地时的身体姿态角，手臂、 腿的摆动和人体重心获得的初速度等因素。姿态角是影响人体腾空高度的主要 因素，要获得较高的腾空高度，运动员起跳时身体重心要获得较好的垂直速度 和水平速度。 3 2 1 助跑起跳瞬间重心高度变化分析 本研究界定左脚落地瞬间至起跳右脚落地瞬间为助跑最后一步，此时的身 体重心速度与位置均发生变化。在起跳阶段，起跳腿用力蹬地，地面对人体的 反作用力通过起跳腿作用与人体，这个蹬地力量的大小影响着起跳的高度。但 是本研究主要是从运动学方面研究动作，没有采取任何方法进行力的测试。运 动员在起跳阶段结束时的垂直速度也决定了运动员在离地后所能达到的高度”1 ， ! ! 塑! ! 些! ! 塑! ! 业! 竺坚鉴坐业二一 同时对运动员空中动作的完成和优美的姿态有重要影响。武术的这个跳跃动作 同跳高相似，跳高追求更高的高度，而高度也影响着3 2 3 c 动作的完成质量。 表3 助跑倒一步重心高度变化 注：h 。和也分别为左脚和右脚( 起跳脚) 落地瞬间的重心高度( 以米和身高的相对值表示) 。 表格中数据均为四舍五入。 为使身体的力在垂直方向的运动范围尽可能大，重心在开始起跳时需要处 于较低的位置，而起跳结束时处于较高的位置“。运动员在起跳后，重心位置 达到相对较高是肯定的，但是使重心处于较低而且位置能够恰到好处地影响起 跳效果则是很不容易。在表3 中，可以看出运动员赵捷、刘峰超和李蒙蒙的重 心由助跑到起跳脚落地下降的比较多，3 人下降幅度分别为赵捷63 、刘峰超 5 9 和李蒙蒙5 1 ，其他人下降幅度均低于5 。结合运动员平时训练和比 赛的成绩来看，他们分别是男女运动员中成绩比较稳定和突出的。他们在助跑 速度较快而又重心鞍低的情况下，能更好地起跳，并且获得较高的垂直速度。 这说明对于一名武术运动员来说，在完成高难度跳跃动作时，也有一个助跑速 度和重心高度的最佳结合点。 3 2 2 起跳瞬间重心速度和腾起角度变化分析 武术套路中c 缎跳跃难度动作旋风脚7 2 0 。的三维运动分析 注：v mv 。分别为起跳脚落地以及离地瞬间的水平速度：v z 和v n 为起跳脚落地和离地瞬间的 垂直速度；v 和v ：分别为起跳脚落地和离地瞬间重心的合速度。 3 2 3 c 动作要在空中旋转7 2 0 度，相对于以前的旋风脚3 6 0 度具有更高的难 度，所以3 2 3 c 动作对腾空高度也有了更高的要求。根据h = v o s i n a 2 2 9 ，g 是 常数，影响运动员腾空高度的因素只有腾起初速度和腾起角度。运动员在蹬离 地面瞬间，身体基本是垂直的，腾起角男子为8 7 8 9 1 3 1 。，女子为8 9 6 7 1 9 2 。根据三角函数值可知，当s i n a 2 = 1 时，即腾起角在9 0 度时跳的最高。 受空气阻力和助跑速度的影响，运动员的腾起角并不能完全达到9 0 度。女运动 员多数在离地瞬间，腾起角稍微大于9 0 度，这是由于女运动员下肢力量方面的 弱势使得助跑的水平速度不能更好地转化为垂直速度，上体受惯性的影响，倾 斜较大而超过垂直面。通过对几名运动员腾起角度的对比分析得出，腾起角度 些苎篁堕! 堡! 鉴苎垦垫查壁坠坐! 垫：竺兰堡堡垫兰坌堑一 对运动员腾起高度的影响不大，腾起高度主要受腾起初速度的影响。 在3 2 3 c 动作里，腾起初速度实际上是助跑的水平速度和垂直速度的合速度， 合速度中垂直速度是主要的”1 。世界优秀跳高运动员起跳腿离地瞬间垂直速度 平均为43 8 _ + 00 8 3 m s 1 ，起跳结束时的垂直速度，是l b 起跳初始时的垂直速 度及其起跳阶段垂直速度的变化量决定的”1 。在运动生物力学运动成绩 的提高与运动损伤的预防这篇文章中提到跳高运动员在助跑结束时，运动员 向前快速运动，并伴有一些向下运动。所以在起跳开始时的垂直速度通常是一 个小的负值，运动员将会跳的更高。赵捷和李蒙蒙在起跳脚着地瞬间的垂直速 度分别为一0 0 9 m s 和一01 5 m s ，通过对运动员腾空高度的相对值比较发现， 赵捷和李蒙蒙的腾空高度较高。在起跳脚落地进入缓冲后，垂直速度迅速增大， 其中秦鹏飞增大28 6 m s ，李蒙蒙增大2 8 8 m s 。在短暂的时间内，运动员都获 得较高的垂直速度，男子2 7 2 0 1 3 m s ，女子2 2 8 0 4 2 m s 。垂直速度越大， 使腾起初速度增大，相应地提高了h 值，有利于空中停滞时间延长。从技术角 度上分析，身体重心的垂直速度也与起跳过程中缓冲、蹬伸的时机有关。缩短 缓冲时间可以更快地改变运动方向，获得更大的垂直速度，这需要运动员的起 跳腿具有较强的支撑能力和伸膝肌群由离心收缩向向心收缩的快速转换能力”1 。 3 2 3 c 动作的助跑是在做完旋子转体动作后，运动员要利用仅有的几步助跑 提高水平速度，这样地面的制动及起跳腿的载荷就会增大，如果充分缓冲，就 会很好地提高肌肉的弹力和弹性势能。在整个助跑起跳过程中，水平速度均明 显下降。运动员助跑最后一步，起跳脚落地产生制动性前蹬，支撑反作用力指 向后上方，它的水平分力制动身体向前的运动，导致水平速度下降，这种水平 速度的降低，影响着垂直速度的变化，运动员通过能量的转化，尽可能地将动 武术套龉十c 级跳跃难度动作旋风脚7 2 0 。的= 维运动学分析 能转化为弹性势能，最大限度地提高垂直速度。 3 2 3 起跳腿缓冲阶段技术分析 当人体通过下肢与地面相互作用时，由于人体重力的作用，使伸展下肢各 关节肌肉作离心收缩完成退让工作，下肢各关节呈屈曲状态称为下肢的缓冲动 作“。生理学的研究证明肌肉做退让性工作时发挥的力量最大，静力性工作次 之，克制性工作最小。在整个起跳垂直力总冲量中，缓冲阶段占8 0 以上，因 此缓冲阶段是起跳动作的关键性环节。缓冲动作能提高肌肉的弹性势能及肌 张力，这种弹性形变势能在缓冲结束时转化为蹬伸动作的动能，从而提高起跳 效果。 表5 缓冲阶段部分运动学参数 在跳跃类项目中，着地角的大小对起跳效果会产生很大的影响：在同样的 助跑速度下，着地角越小，起跳缓冲小会导致制动力增大和作用时间延长，使 1 1 i ! ! ! ! ! ! 1 6 1 1 1 1 1 1 1 11 垫：! ；! 堕! ! ! ! 上体过分后仰，起跳腿承受的负担越大：相反当着地角过大时，影响起跳腿 的屈膝缓冲动作，从而不利于由助跑所获得的动能转化为弹性势能。在表1 1 中， 男运动员的着地角为5 59 8 1 8 5 。，女运动员为5 45 1 16 1 。，说明在做3 2 3 c 动作时，着地角达到上述各值时有利于动作的完成，能够使运动员获得理想的 垂直速度。 在缓冲阶段，如果膝关节作适度的缓冲，使身体重心处于台理的较低位置， 将有利于使身体保持合理的身体重心高度和倾斜状态进入起跳。因为起跳腿的 伸肌群做退让性收缩，使肌肉的总收缩力增大。如果缓冲阶段起跳腿过度屈曲， 缓冲时间过长，就会降低起跳效果。本文被试起跳腿晟大缓冲时的膝角男子为 1 4 3 4 9 5 0 4 。，女子为1 4 8 5 5 4 - 4 2 4 。男女相比较，男子在缓冲时，起跳 腿屈曲程度较大，这是由于男运动员本身腿部力量较大，能够承受来自地面的 较大冲力。“肌电图研究表明下肢蹬地时，当大腿和小腿在膝关节处伸至1 3 5 度 以后，屈膝肌群包括股二头肌、半腱肌、半膜肌在近固定时做收缩，腓肠肌在 远固定时收缩，有协同股四头肌伸膝作用，而随着膝关节角度增加，蹬地力量 明显上升”1 。 理论上讲，在缓冲过程中，缓冲角越大，肌肉存储的弹性势能就会越大， 也就更有利于蹬伸动作的完成。根据动量定理，f t = m v 。一m v 。，较小的缓冲时问 更有利于弹性势能的发挥。中国跳高运动员起跳缓冲的时间为o 0 7 9 _ + 0 o l ，而 被测武术运动员的缓冲时间男子为0 0 3 _ + 0 o l s ，女子为0 0 5 _ + 0 o l s ，过长的 缓冲时间容易造成肌肉弹性势能的利用降低，而过短的缓冲时间又可能使缓冲 动作不充分。所以要求运动员起跳腿的爆发力和身体各环节的协调、配合，在 平时训练时尤其应该加强下肢力量的训练。 武术套路中c 缎跳跃难度动佧旋风脚7 2 0 。的= 维运动学丹析 3 2 4 起跳腿蹬伸阶段技术分析 下肢各环节积极伸展，给地面施以力量蹬离地面的动作过程称为蹬伸动作。 此时肌肉活动形式由缓冲阶段的离心收缩、等长收缩，迅速进入蹬伸阶段克制 性收缩。3 2 3 c 动作完成的质量高低与蹬伸效果的好坏有直接联系。因为此阶段 是垂直速度获得的主要来源。通过查阅大量文献资料发现，在研究蹬伸动作时， 使用下列运动学参数作为研究指标的较多。 表6 徒手动作起跳腿蹬伸阶段部分运动学参数 在蹬伸过程中，下肢各关节积极快速充分伸展，对地面施以压力，根据牛顿 第三运动定律可知，蹬地的力越大，地面给人的反作用力越大，起跳效果越好。 通过表中数据发现，男子在起跳蹬伸阶段，膝关节最大缓冲时刻为1 4 5 5 7 _ + 2 9 0 以术套路中c 级跳跃难睦动作旋风脚7 2 0 。的= 维运动学分析 。，在蹬离时刻为1 6 65 2 _ + 2 6 5 。，变化值为2 0 9 5 3 3 8 。；髋关节角度在 最大缓冲时刻为1 2 6 1 6 _ + 0 9 6 。，在蹬离时刻为1 6 75 5 1 7 6 。，变化值为 4 1 3 9 _ + 2 2 5 。这说明在蹬伸的过程中，膝、髋关节迅速伸展，起跳腿充分蹬 伸，提高了垂直速度，有利于腾空高度的获得。世界优秀女子跳高运动员科斯 塔迪诺娃在起跳腿离地瞬间，起跳腿膝角为1 8 0 。，做到了充分蹬伸为她取得好 成绩奠定基础。女运动员在蹬伸阶段，膝关节最大缓冲时刻为1 4 85 5 _ + 4 2 4 。， 蹬离时刻为1 6 8 3 5 49 2 。，膝角增大1 9 8 0 63 3 。；髋关节角度在最大缓 冲时刻为1 3 01 2 5 3 1 。，在蹬离时刻为1 6 1 2 7 5 2 4 。，髋角增大值为3 1 1 5 1 7 9 。男女运动员相比，男运动员的膝关节和髋关节蹬伸的增大值都比女 运动员大这说明男运动员在蹬伸阶段膝、髋关节蹬伸动作更加充分。运动员在 这一阶段双臂的摆动、拔腰、提肩配合下肢积极的蹬伸，使身体重心由最大缓 冲时刻的较低位置迅速上升，男运动员的重心由最大缓冲至离地瞬间增大值为 2 2 3 0 1 4 1 ，女运动员的增大值为1 9 3 8 2 7 3 。男女之间的差距是由于 女运动员下肢力量方面的弱势以及摆臂、摆腿速度低于男运动员造成的。理论 上讲，在蹬伸阶段膝髋关节在离地瞬间如果达到1 8 0 度，是最有利于起跳的， 对提高腾空高度和垂直速度效果也最明显。所以男女运动员都应该加强下肢力 量的训练，增强柔韧性练习，提高四肢的协调配合能力。 3 2 3 c 动作在起跳开始时就向后倾斜，然后在缓冲阶段开始向前旋转，通过 两臂由后向下、向上的摆动，配合下肢的蹬伸动作，完成起跳动作。一般在起 跳结束时，躯干接近垂直，通过数据分析发现，男运动员在起跳结束时的躯干 倾角为9 6 7 0 - - + 1 3 8 。，女运动员为9 8 8 7 6 1 9 。在对跳高项目进行技术分 析的资料中有研究指出，在起跳阶段，躯干向右旋转( 右脚起跳的跳高运动员 武术套路中c 级跳断难度动作旋风脚7 2 0 。的三维运动学分析 向左旋转) ，在起跳结束时，躯干通常稍微超过垂直线，甚至超过垂直方向1 0 。也是正常的”。对跳高项目的研究表明，运动员在起跳结束时，躯干倾斜角 和垂直速度存在一定的联系，即具有较小的倾斜角的运动员在起跳结束时，可 能获得较大的垂直速度，但是这个值也与运动员的力量强弱存在密切联系。3 2 3 c 动作与跳高项目的最大区别是运动员在起跳开始身体就开始进行度数的旋转， 上体的扭转程度要大于跳高，所以在通过对比运动员的运动学参数时发现，在 较合理的躯干倾角范围内，并不是具有较小倾斜角的运动员的垂直速度最大， 垂直速度的大小受多方面因素的影响。 3 2 5 起跳阶段手臂和摆动腿( 左腿) 的运动学分析 起跳阶段手臂和摆腿动作对起跳效果是非常重要的“1 。鲍勃麦尔斯在对跳 高研究中认为，起跳效果只有2 0 取决于起跳腿，更有8 0 决定于摆动动作完 成的正确与否 1 6 ) q 王森在对肢体合理配合提高腾空高度的研究中发现，双臂伸 直上摆时踏跳和快速左后上摆腿能够有效提高旋风脚的腾空高度，在助跑时左 膝关节快速左前旋也可以提高旋风脚腾空高度。在起跳脚着地时，摆动腿和两 臂积极摆动，随着缓冲动作进行，摆动腿和两臂的加速上摆，获得一个向下的 惯性力作用于地面，地面给起跳腿一个大的支反力，在起跳离地瞬间突然制动， 得到一个负的加速度，惯性力向上，使人体具有一个向上的运动趋势，可获得 较大的支反力，在离地瞬间呈现急速“突停”，也称为制动。 在起跳过程中，快速的向上摆臂，会产生一个向上的动量矩，根据动量矩守 恒原理，将会有一个大小相等方向相反的动量矩与之平衡，这个动量矩方向向 下，将增大蹬地力，提高支撑反作用力，从而增加腾空高度。从运动员在起 武术套路中c 级跳跃难度动作旋风脚7 2 0 的= 维运动学分析 跳过程中两臂的摆动速度变化图2 和图3 中发现，男女运动员在起跳过程中， 两臂摆动的合速度变化趋势几乎一致。运动员在缓冲蹬伸阶段，两臂积极快速 向上向后逆时针摆动，男运动员左臂摆动最快瞬时速度达到1 35 6 m s ，女运动 员为1 28 4 m s ：右臂男运动员的昂快瞬时速度为l l8 5 m s ，女运动员为77 5 m s 。 图2 运动员左臂摆动速度变化图 各注；时间轴的开始时刻为起跳脚着地瞬间，结束时刻为起跳脚离地瞬间 图3 运动员右臂摆动速度变化图 备注：时间轴的开始时刻为起跳脚着地瞬间，结束时刻为起跳脚离地瞬间。 快速的摆动双臂并且增大摆臂幅度能更好地提高腾空高度，通过延长有效 做功距离来提高腾空高度也是一个好方法。人体的重心随肢体的变化而改变， 当肢体位置升高时，重心也会升高，反之重心则会降低。 注：h ；、h 。分别为起跳脚着地瞬间和离地瞬间右手摆动垂直距离，a h 为身体重心在起跳脚 着地瞬间至离地瞬间的相对变化量。 起跳阶段，两臂加速上摆，提高了腾起瞬间的身体重心高度。两臂由下向 上向后加速摆动，摆动幅度越大，两臂的做功距离越大，使身体重心升高增大。 两臂的摆动幅度和速度都很大程度上影响了重心的升高的程度。男运动员秦鹏 飞和女运动员李蒙蒙，在起跳过程中，不仅两臂摆动速度较快( 见图2 、图3 ) ， 而且两臂摆动幅度较大，秦鹏飞左臂摆动幅度为1 2 9 m ，右臂为1 1 2 m ，李蒙蒙 左臂为1 1 7 m ，右臂为0 9 3 m ，所以二人均在起跳阶段使重心升高的较多，秦鹏 飞重心升高相对值为2 6 0 4 ，李蒙蒙重心升高相对值为2 3 2 3 。女运动员王 丽娟和刘莉两臂的摆动速度较低，尤其是刘莉，右臂的摆动速度过低