中国男子跳马高质量前沿动作前手翻转体前空翻转体300运动学分析

中国男子跳马高质量前沿动作前手翻转体前空翻转体300运动学分析

男子跳跃的困难之一仍然是很难改变的。在2009年修订的跳跃困难表中，2009年的难度分别为7.0分和7.0分。目前在世界上能较好完成此动作的运动员为数不多。我国运动员李小鹏、陆斌在世界体操大赛和国内体操比赛中都较为成功地完成了这个动作,并以此动作参加跳马单项决赛夺得过世界冠军。为了使更多的年轻运动员学习和掌握该动作技术,本文通过文献资料法、观察法及摄像与解析法揭示了陆斌完成的前手翻直体前空翻转体900°的运动学规律和技术特点,为运动员发展此动作提供理论依据和技术参考。1学习方法1.1“全国体操比赛的男性跳马成绩”观看了2004年雅典奥运会和2008年北京奥运会以及2005年第38届、2006年第39届、2007年第40届、2009年第41届世界体操锦标赛男子跳马单项决赛的电视传播,还观看了2004年—2009年6次全国体操比赛男子跳马单项决赛,并作了部分技术难度的统计工作。对前手翻直体前空翻转体900°慢动作视频进行了反复研究,分析了该动作主要阶段的技术特点。1.2前空翻转体的动作过程在2005年中国国际体操邀请赛男子跳马单项决赛比赛现场,用一台日本产JVC9800型摄像机从正侧面定点拍摄了陆斌完成的跳马前手翻直体前空翻转体900°动作的全过程。拍摄速度为50幅/s,然后对拍摄的原始材料通过美国ARIL运动生物力学高速解析系统解析了66幅画面,获得7000多个数据,用数字滤波法进行平滑截断,频率为6,根据研究需要本文采集了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数据,还采集了身体重心轨迹及特征画面图与棍图等。2统一统一体的构成跳马前手翻直体前空翻转体900°是由助跑、上板、踏跳、第一腾空、推手、第二腾空和落地等七个阶段组成的统一体。助跑是为了获得身体向前移动的水平速度,踏跳和推手是为了获得和保持身体向上的垂直速度和腾空高度。在这七个阶段中踏跳、推手和第二腾空是完成该动作最关键的技术环节,下面重点分析以上几个阶段的技术。2.1上板和踏跳技术踏跳阶段是从两脚踏上板至两脚蹬离板的运动过程。陆斌完成的踏跳技术既要符合运动学规律又有他自己的个性特点,根据材料分析他的踏跳技术具有以下几个特点。第一,两脚积极赶在重心投影线前踏上扳,重心位置较高,上板角较大,大约为65°,下肢保持一定的弯曲度,左右膝角分别为152°和159°(见表1),两臂上摆位置较高,两手超过头水平。这种上板姿势为制动性踏跳创造了条件。第二,两脚上板后立即利用上板时拉长的下肢肌肉快速有力的蹬直两腿,直至脚尖离板。从上板至离板踏跳时间为0.08s,踝角、膝角、髋角呈增大趋势,左右踝角增大到162°和165°,左右膝角增大到171°和172°,左右髋角增大到162°和159°(见表1)。材料显示陆斌踏跳时下肢没有出现弯曲缓冲的过程,而是直接进入快速有力的蹬腿阶段,这是陆斌踏跳技术的显著特点之一,说明陆斌腿部爆发力是很强的。第三,由于蹬腿的反作用力和踏跳板的弹力,重心水平速度明显减小,垂直速度明显增加,重心水平速度由上板时的5.62m/s减小到离板时的3.91m/s;重心垂直速度由上板时的1.08m/s增加到2.92m/s(见表1)。踏跳过程重心水平速度和垂直速度增大或减小是普通的运动学规律,但是陆斌的重心水平速度损失率和垂直速度增加率的幅度都不是很大,这是由于他上板时重心垂直速度的起点就比较高,达到1.08m/s,一般都在1.0m/s以下。第四,蹬腿的同时两臂位置变化不大,只是肩角略有减小,上体前倾较大。当身体重心越过脚支点垂直投影线后蹬离板,陆斌蹬离角较小,为74°(见表1)。根据力学原理蹬离角小一些,重心垂直速度会受到一定的影响,但重心水平速度会损失小一点,人体获得向前的翻转力矩会大一些,这对于陆斌完成下面的翻转动作是比较有利的。蹬离角:两脚蹬离板瞬间身体重心至脚支点连线与脚支点水平线前夹角。2.2陆斌的建模第一腾空阶段是从两脚离板至两手撑马瞬间的运动过程。它是踏跳阶段与推手阶段的衔接阶段。主要任务是快速翻转的同时快速撑马,为下阶段推手作好充分的准备。两脚离板后进入第一腾空阶段,身体重心腾空抛物线轨迹是逐渐上升的,抛物线腾起角为37°,说明离板后人体仍保持较大的水平速度向前运动。离板后两腿要迅速后摆,髋角逐渐增大,并持续到推手阶段。人体向前的翻转动力除了离板时获得的翻转力矩外就是依靠肌肉内力加速摆腿,陆斌在这方面表现得比较突出,他左右髋角由离板时的162°和159°,增加到撑马时的209°和195°。在摆腿的同时两手积极撑马两臂前伸下压,肩角有所减小。第一腾空飞行时间较短,为0.12s,这是现代跳马技术第一腾空所表现出来的最明显的特点,陆斌完成的第一腾空技术符合时代要求和普遍的运动学规律。2.3顶肩时的动作推手阶段是从两手撑上马至两手推离马的运动过程。这是完成该动作最关键的技术环节之一。主要技术特点如下。第一,两手在肩关节前面撑上马,形成一定的制动推手。两手撑在马中部稍后一点的区域内,离马前端约60—80厘米(跳马长1.20米,宽0.90米),身体略为伸展,左右髋角分别为209°和195°,整个身体处在肩水平位置,身体重心低于肩关节垂直位置,高于马水平位置,所以撑马角较小,为27°(见表2)。第二,两手撑马后立即快速有力的顶肩推手,推手时间为0.16s。推手过程尽量顶开肩角,两臂伸直直至手指推离马。材料显示肩关节角度发生了明显的变化,左右肩角由撑马时的91°和93°增大到推离马时158°和161°(见表2)。说明该动作的推手阶段是通过顶肩动作来完成的。在顶肩推手的同时两腿继续后摆,髋角继续增大,身体呈现反弓形,最大髋角达到240°左右,脚的运动速度也明显增大,最大达到14.79m/s,然后在两手推离马前,髋角明显减小,离马时左右髋角分别减小到165°和170°(见表2)。脚的运动速度也明显减小,离马时脚的运动速度减小到8.98m/s,说明两手推离马前两腿有所制动,这样有利于加强推手时的支撑仪作用力,提高推手效果。数据显示陆斌推离马时的重心垂直速度比撑马时有所增加,由撑马时的3.15m/s增加到离马时的3.78m/s(见表2)。第三,整个推手过程由撑马时的肩水平位置上升到手倒立位置推离马,推离角约为81°(见表2)。身体由反弓形变直,含胸顶肩梗头,重心轨迹逐渐上升,离马时比撑马时上升了0.57m。重心绕手支撑点移动角为54°,移动角速度为5.89rad/s。身体重心上升的位置越高,推离角越接近支点垂直线位置,身体重心向前移动角速度越大,越有利于完成第二腾空的动作。推离角:两手推离马瞬间身体重心至手支点连线与手支点水平线后夹角。2.4陆斌的第二空翻转体技术第二腾空是从两手推离马至两脚落地瞬间的运动过程。第二腾空是决定动作难度性质和评定动作质量的重要阶段,也是完成好该动作的关键技术环节之一。两手推离马后第二腾空身体重心抛物线轨迹逐渐弧形向上运动,抛物线的腾起角约为57°。当身体重心上升到最高点时,重心水平速度与推离马时的水平速度相差不大,而重心垂直速度减小到零。第二腾空最高点至地面的高度约为2.97m,比推离马时上升了0.77m。身体重心抛物线过了最高点后在重力作用下又逐渐弧形下降至落地为止。从推离马到两脚落地第二腾空飞行时间为1.06s(以上材料见表3)。必要的腾空高度和腾空时间是完成好该动作的重要条件之一。直体前空翻转体900°主要是在第二腾空阶段完成的,它是在身体绕横轴直体向前翻转114114周的同时绕纵轴转体900°。它的技术难点主要体现在转体技术上。身体重心抛物线轨迹是由支撑反作用力和重力等外力决定的。进入腾空后人体可以利用内力改变身体姿态,减小或增加身体半径,以增加或减小身体的旋转速度。文献材料显示各种类型跳马空翻转体动作一般都是推离马后立即开始转体。陆斌推离马后先微屈髋,过了0.02s—0.04s时间后立即向左转体。转体动力有三点:一是通过伸髋伸直身体减小半径加快转体速度;二是通过头肩带动整个身体加速转体;三是两臂由上举迅速向胸腹前屈抱不仅缩短了横轴半径加快了横轴翻转速度,而且缩短了身体纵轴半径,加快了纵轴转体速度。以上伸髋动作、头肩带动身体向左转体动作和两臂向胸腹前屈抱动作基本上都是同时进行的。在整个转体过程中身体伸直、两腿夹紧、两臂抱紧身体对于保持身体的快速转体有重要作用,陆斌在这几个方面都做得比较好。当身体重心抛物线上升到最高点时陆斌身体绕横轴向前翻转了近1/2周,绕纵轴转完了180°,这时身体基本伸直,两臂屈肘抱紧了身体,左右肩角分别为24°和7°,左右髋角分别为157°和168°(见表3)。然后在身体重心抛物线下降的过程中继续完成3/4周的横轴翻转和720°的纵轴转体。材料显示大约转到610°时两臂才开始离开身体,减小绕纵轴的转体速度,在落地前基本上转完900°,然后屈髋准备落地。通过计算陆斌横轴翻转角速度为9.14rad/s,纵轴转体角速度为15.40rad/s,说明转体技术和转体速度是完成好该动作第二腾空阶段的主要矛盾。从视频上看到陆斌落地基本站稳,只向侧后移动了一小步,遗憾的是两腿落地瞬间两腿前后分开,可能是身体翻转速度不够所造成的,这样左右的稳定角较小,落地角较大约为68°,也是造成落地时向侧后方移动一小步的原因之一。落地前两腿尽量伸直去接触垫子,落地时下肢各关节保持一定弯曲度,左右髋角分别为96°和106°,左右膝脚分别为148°和159°,左右踝角分别为95°和98°。重心水平速度明显减小,为1.66m/s,垂直速度明显增加,为4.33m/s(见表3)。然后经过下肢各关节的弯曲缓冲后立即蹬腿站立结束落地动作。3离板后第一第一时空重心织物的变化陆斌完成的跳马前手翻直体前空翻转体900°是成功的,符合运动生物力学规律,结论如下。(1)两脚赶在肩前踏上扳,下肢各关节保持一定的弯曲度,然后快速用力蹬直腿至脚尖离板,踏跳时间为0.08s。离板时上体前倾度较大,蹬离角较小,为74°。(2)离板后在第一腾空重心抛物线上升的过程中两手积极撑马同时两腿快速后摆。腾空时间较短,为0.12s。(3)两手在肩前撑上马,身体处于肩水平位置,撑马角较小为27°,然后迅猛有力顶肩推手,肩角明显增