程菲平衡木團身后空翻轉(zhuǎn)體３６０°站木運動學分析

竭曉安　李翠玲　姚俠文

摘要：通過運動學分析揭示了我國優(yōu)秀運動員程菲完成的平衡木團身后空翻轉(zhuǎn)體360°站木的運動學規(guī)律與技術(shù)特點，為我國運動員發(fā)展和改進該動作提供了理論依據(jù)和技術(shù)參數(shù)，對于進一步提高我國平衡木的技術(shù)水平，保持我國平衡木的優(yōu)勢地位有積極的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：平衡木；團身后空翻轉(zhuǎn)體360°；運動學分析

中圖分類號：G832.7文獻標識碼：A文章編號：1007-3612(2008)09-1282-03

A Kinematical Analysis on Salto Backward Tucked with 1/1 Twist to Cross Stand on Beam of

Cheng Fei in Balance Beam

JIE Xiao-an, LI Cui-Ling, YAO Xia-wen

(Beijing Sport University, Beijing 100084,China)

Abstract:Through making kinematical analysis, this paper pointed out the kinematical pattern and technical characteristic of salto backward tucked with 1/1 twist to cross stand on beam that performed by Cheng Fei in balance beam. The main purpose was to provide theory basis and technical parameter for developing and improving the movement of our gymnasts, and it was of positive and realistic significance for improving our technical level of balance beam and for keeping the dominant position of our balance beam.

Key words: balance beam; salto backward tucked with 1/1 twist; kinematical analysis

為了使我國年輕的運動員更好的發(fā)展并掌握團身后空翻轉(zhuǎn)體360°站木的先進技術(shù)，本文通過運動學的分析揭示了程菲完成的團身后空翻轉(zhuǎn)體360°站木的運動學規(guī)律和技術(shù)特點，為我國運動員改進和發(fā)展這個動作提供了理論依據(jù)和技術(shù)參數(shù)，對提高我國平衡木的技術(shù)水平，保持優(yōu)勢地位有重要的現(xiàn)實意義。

1研究對象與方法

1.1研究對象程菲是湖北籍國家體操集訓隊隊員，2006年第39屆世界體操錦標賽女子團體冠軍主力隊員，曾多次奪得女子跳馬和自由體操世界冠軍。在2007年北京國際體操邀請賽上奪得平衡木冠軍。她多次奪得過全國體操錦標賽平衡木冠軍。

1.2研究方法

1.2.1文獻資料法閱讀了平衡木有關(guān)文獻資料10余篇，了解了近10年來平衡木的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀。

1.2.2觀察法觀看了2004-2006年4次全國體操比賽平衡木單項決賽全過程，還觀看了2000年悉尼奧運會和2004年雅典奧運會及2005-2007年第38屆、第39屆、第40屆世界體操錦標賽平衡木單項決賽的全過程，對平衡木的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢有了一個基本認識。

1.2.3運動學研究法2004年5月在全國體操錦標賽平衡木單項決賽現(xiàn)場拍攝了程菲在平衡木上完成的團身后空翻轉(zhuǎn)體360°站木的全過程。用兩臺日本產(chǎn)JVC9800型號攝像機從側(cè)面和正面對準平衡木，兩機主光軸夾角為90°，拍攝速度為50幅/s。比賽前先拍攝框架，然后移開框架在運動員做平衡木動作時進行定點同步攝像。

對拍攝到的三維原始材料，通過美國ARIL運動生物力學高速解析系統(tǒng)，解析了64幅畫面共獲得5 000多個數(shù)據(jù)，用數(shù)字濾波法進行平滑，截斷頻率為6，然后根據(jù)本課題研究內(nèi)容采集了身體重心軌跡，水平速度，垂直速度及各關(guān)節(jié)角度等。

2結(jié)果與分析

程菲在平衡木上完成的團身后空翻轉(zhuǎn)體360°站木是用后手翻來連接的，既增加了連接難度，又獲得了一定的水平速度，為完成后面的空翻轉(zhuǎn)體動作創(chuàng)造了有利條件。本文重點分析團身后空翻轉(zhuǎn)體360°站木動作，按以下三個階段進行分析，即起跳階段，空翻轉(zhuǎn)體階段、落木階段。

2.1起跳階段起跳階段是從左腳落木至兩腳蹬離木的運動過程。程菲完成的空翻起跳技術(shù)有以下幾個特點：

1) 兩腳依次落木同時起跳。后手翻推手時左腳先落木；左膝彎曲，接著右腳在左腳后面快速落木，兩腳間隔距離約為10 cm，然后兩腿同時發(fā)力蹬腿，膝角和踝角增加，直至腳尖離木，左右膝角分別為145°和149°，左右踝角分別為121°和126°（表1，圖1，圖2）。

2) 后手翻推手后在兩腳先后落木一起蹬腿的同時，兩臂積極上擺，髖角增大，上體立直。兩腳離木時左右髖角分別增加到167°和162°，兩臂充分上舉，左右肩角分別增大到171°和158°（表1）。

3) 在起跳的過程中身體重心處于明顯的上升階段，在保持一定的向后移動的水平速度的條件下，盡量增加身體重心向上的垂直速度。離木時水平速度為1.12 m/s，垂直速度增加到2.52 m/s。左腿蹬離角為83°，右腿蹬離角為88°（見表1圖1圖2）。這樣一個蹬離角既保證了身體向上獲得必要的騰空高度，又使人體獲得了必要的翻轉(zhuǎn)速度。還有一點必須強調(diào)的是離木時上體立直梗頭，上體略有轉(zhuǎn)動但不明顯，如果抬頭和轉(zhuǎn)體過早勢必造成身體歪斜，使重心偏離平衡木縱軸線位置，落木時會失去平衡或掉下器械。

2.2空翻轉(zhuǎn)體階段空翻轉(zhuǎn)體階段是從兩腳離木瞬間至兩腳落木瞬間的運動過程。

兩腳離木后身體重心拋物線軌跡先是弧形上升，到了最高點后垂直速度接近零為0.02 m/s，而后在重力作用下又弧形下落至兩腳落木為止。根據(jù)計算身體重心拋物線騰起角為68°（重心拋物線與水平線夾角）。說明離木瞬間向上的垂直速度大于向后的水平速度。重心拋物線軌跡的高度和騰空時間主要由離木時的初速度和騰起角度決定的。重心拋物線軌跡最高點至平衡木木面的垂直高度為1.38 m，離木后重心上升的絕對高度為0.60 m，從兩腳離木至兩腳落木的騰空時間為0.64 s（以上數(shù)據(jù)見表2）。身體騰空高度和騰空時間是完成該動作最基本的條件。

此外轉(zhuǎn)體技術(shù)也是很重要的。轉(zhuǎn)體時間從兩腳離木即開始轉(zhuǎn)體。轉(zhuǎn)體動力有三點：第一離木前由于兩腿前后蹬腿形成初始的旋轉(zhuǎn)力短。第二，頭肩帶動兩臂向胸腹前屈抱，縮短身體縱軸的轉(zhuǎn)體半徑，以加快身體的轉(zhuǎn)體速度。第三，在轉(zhuǎn)體過程中保持身體的半直半屈狀態(tài)，既有利于身體的縱軸轉(zhuǎn)體又有利于橫軸翻轉(zhuǎn)。程菲空中轉(zhuǎn)體時左右髖角分別為133°和117°左右，左右膝角分別為147°和146°左右（表2）。在有限的空間和時間內(nèi)必須加快轉(zhuǎn)體速度，程菲在重心拋物線最高點完成了轉(zhuǎn)體180°（圖3，圖4），還有余下的180°是在重心下降過程完成的，兩腳落木前兩臂伸開，兩腿伸直，以減小身體縱軸的轉(zhuǎn)體速度和橫軸的翻轉(zhuǎn)速度，為平衡落木創(chuàng)造條件。根據(jù)計算程菲團身后空翻轉(zhuǎn)體360°的轉(zhuǎn)體速度為9.82 rad/s（表2）。橫軸翻轉(zhuǎn)情況如下：身體重心拋物線軌跡上升到最高點身體翻轉(zhuǎn)1/4周。兩腳落木時身體翻轉(zhuǎn)3/4周，整個橫軸翻轉(zhuǎn)速度為7.36 rad/s（表2）?？v軸轉(zhuǎn)體角速度與橫軸翻轉(zhuǎn)角速度比較，轉(zhuǎn)體角速度略快于翻轉(zhuǎn)角速度。

2.3落木階段從兩腳落木至身體站立的運動過程為落木階段。

兩腳落木技術(shù)關(guān)系到該動作完成的質(zhì)量和穩(wěn)定性，團身后空翻轉(zhuǎn)體360°的技術(shù)并不是很復雜，難就難在是否能夠落木站穩(wěn)，很多運動員之所以不敢使用這個動作，就是因為這個空翻轉(zhuǎn)體360°動作很不好站穩(wěn)，容易失敗掉下器械。

要成功完成好落木動作應該注意幾個方面：

1) 空翻轉(zhuǎn)體動作完成的質(zhì)量要高，必須使身體重心軌跡始終沿著平衡木縱軸線向后移動。

2) 落木前必須使身體縱軸轉(zhuǎn)體角速度和橫軸翻轉(zhuǎn)角速度盡量減小，為此落木前兩臂和兩腿要伸開，加大縱軸和橫軸旋轉(zhuǎn)半徑，以減小旋轉(zhuǎn)速度為穩(wěn)定的落木創(chuàng)造有利條件。

3) 程菲采用的是雙腳前后落木的技術(shù)，左腳在前右腳在后，左腳與離木時右腳的間隔距離大約為0.50 m。兩腳幾乎是全腳掌同時落木，這樣能增加支撐面，使身體重心基本上落在這個支撐面范圍內(nèi)。

4) 兩腳落木之后立即快速緩沖，膝角和踝角減小，左右膝角分別由落木時的158°和149°，減小到身體重心下降到最低點時的140°和132°。左右踝角分別由116°和107°減小到108°和102°（表3，圖5～圖8）。這種緩沖動作是必要的，能減小身體重力對平衡木的作用力，減小身體重心的垂直速度和向后移動的水平速度，重心水平速度由1.19 m/s減小到0.52 m/s，水平速度由0.98 m/s減小到0.30 m/s（表3）。緩沖之后立即蹬腿伸髖立上體成站立姿勢。

5) 在兩腳落木至站立的整個過程中，兩臂起到平衡身體重心的作用，落木瞬間兩臂側(cè)下伸開，隨著身體的站立兩臂側(cè)上舉。程菲落木過程中身體重心有點靠右側(cè)，她左臂側(cè)舉，右臂側(cè)下舉（圖7），使身體重心基本上保持在平衡木的縱軸線上，成功的完成了團身后空翻轉(zhuǎn)體360°動作。

3結(jié)論

1) 程菲完成的平衡木團身后空翻轉(zhuǎn)體360°站木動作是比較成功的，其技術(shù)特點和運動學參數(shù)可作為其他運動員改進和發(fā)展該動作的理論參考。2) 后手翻推手后左右腳依次落木，一起蹬腿，膝角和踝角明顯增大，直至腳尖離木。在蹬腿的同時快速立上體，兩臂上擺梗頭，髖角和肩角明顯增大。兩腳蹬離木瞬間，重心垂直速度增加到2.52 m/s，左腿蹬離角為83°，右腿蹬離角為88°。3) 兩腳離木后重心拋物線軌跡先是弧形上升，到最高點后又弧形下落。直至兩腳落木為止。重心軌跡騰起的角度為68°，騰空時間為0.64 s，騰空高度為1.35 m，這是完成該動作的基本條件，兩腳離木即開始轉(zhuǎn)體，空中轉(zhuǎn)體動力主要靠頭肩帶動兩臂向胸腹屈抱。轉(zhuǎn)體角速度為9.82 rad/s，橫軸翻轉(zhuǎn)角速度為7.36 rad/s。4) 落木前兩臂伸開，兩腿伸直。左右腳幾乎同時落木，然后膝踝關(guān)節(jié)快速緩沖，膝角和踝角減小，當身體重心下降到一定的位置時立即迅速蹬直腿立上體成站立姿勢。落木過程中兩臂起到平衡作用。

參考文獻：

［1］ 俞繼英，張健.競技體操高級教程［M］.北京：人民體育出版社，2000.

［2］ 張婷婷.平衡木直體后空翻轉(zhuǎn)體360°站木技術(shù)分析與訓練方法［J］.體操信息，2005（5）：1-7.

［3］ 石莉穎.平衡木團身后空翻2周下運動學分析，2005（9）：1-6.