旋轉(zhuǎn)推鉛球單支撐階段關(guān)節(jié)角度變化特征研究

陳建民,錢　鋒

(1.集美大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院，福建 廈門 361021；2.浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 杭州 310018)

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旋轉(zhuǎn)推鉛球單支撐階段關(guān)節(jié)角度變化特征研究

陳建民1,錢鋒2

(1.集美大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院，福建 廈門 361021；2.浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 杭州 310018)

采用文獻(xiàn)法、訪談法、觀察法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法等研究方法，對(duì)我國優(yōu)秀男子鉛球運(yùn)動(dòng)員張竣旋轉(zhuǎn)推鉛球單支撐階段主要關(guān)節(jié)角度的變化特征進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明：與鉛球運(yùn)動(dòng)成績(jī)顯著相關(guān)的關(guān)節(jié)角度指標(biāo)是左髖關(guān)節(jié)角度、右膝關(guān)節(jié)角度、右肩關(guān)節(jié)角度等。在旋轉(zhuǎn)推鉛球的單支撐階段，張竣的主要關(guān)節(jié)角度呈現(xiàn)以下變化特征：右肩關(guān)節(jié)角度開始時(shí)刻為84.31°，中間時(shí)刻達(dá)到最小值69.66°，結(jié)束時(shí)刻為89.55°；左髖關(guān)節(jié)角度在開始時(shí)刻為121.17°，在單支撐的四分之三階段增大到168.57°，結(jié)束時(shí)刻為143.5°；右膝關(guān)節(jié)角度開始時(shí)刻為102°左右，也是整個(gè)階段的最小值，結(jié)束階段為159.58°。

旋轉(zhuǎn)推鉛球；單支撐階段；關(guān)節(jié)角度

旋轉(zhuǎn)推鉛球是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜、但發(fā)展?jié)摿艽蟮耐稊S運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，國外專家根據(jù)人體運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)預(yù)測(cè)，采用旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)，鉛球成績(jī)可達(dá)到26.82 m，再加上合理的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練甚至可以達(dá)到30 m[1]。目前，國外優(yōu)秀鉛球運(yùn)動(dòng)員采用旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)的較多，如在第26～29屆奧運(yùn)會(huì)男子鉛球決賽的前八名運(yùn)動(dòng)員中，有50%以上運(yùn)動(dòng)員采用旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)，男子鉛球的世界紀(jì)錄(23.12 m)也是由采用旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)的美國選手巴恩斯(Barnes)創(chuàng)造的。但在我國優(yōu)秀鉛球運(yùn)動(dòng)員中，采用旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)的較少，在第十屆全運(yùn)會(huì)的男子鉛球比賽中，只有3名運(yùn)動(dòng)員中使用了該項(xiàng)技術(shù)，在第十一屆全運(yùn)會(huì)的男子鉛球決賽8人中，僅有1人采用該項(xiàng)技術(shù)。因而，我國田徑學(xué)術(shù)界對(duì)旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)的研究非常有限，綜觀已有研究，我們發(fā)現(xiàn)，定性研究居多，比如，歷史演變研究、可行性分析、教學(xué)與訓(xùn)練方法研究等；相對(duì)而言，采用影像解析進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的定量研究較少。在旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)的定量研究中還發(fā)現(xiàn)，研究者對(duì)研究指標(biāo)的選取比較隨意，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法嚴(yán)格篩選指標(biāo)的研究尚未見到，另外，現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究，以靜態(tài)指標(biāo)的分析比較居多，而揭示規(guī)律性的動(dòng)態(tài)研究較少。

本研究以我國優(yōu)秀男子鉛球運(yùn)動(dòng)員張竣為研究對(duì)象，在找出單支撐階段影響其鉛球成績(jī)的主要關(guān)節(jié)角度指標(biāo)的基礎(chǔ)上，從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度，揭示這些指標(biāo)在該階段的變化特征，為改進(jìn)其旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)、提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)提供理論依據(jù)，也為同類研究提供借鑒。

1　研究對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象

上海市田徑隊(duì)男子鉛球運(yùn)動(dòng)員張竣，1983年4月11日出生，身高1.86 m，體重95 kg，男子鉛球全國紀(jì)錄(20.41 m)保持者。

1.2研究方法

1.2.1文獻(xiàn)法

通過檢索華東師范大學(xué)圖書館數(shù)據(jù)庫(包括中國學(xué)術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫、維普中文期刊數(shù)據(jù)庫、萬方數(shù)字化期刊、超星數(shù)字圖書館、中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文數(shù)據(jù)庫、EBSCOhost平臺(tái)系列數(shù)據(jù)庫、Springer Link平臺(tái)等)，查閱國內(nèi)外旋轉(zhuǎn)推鉛球研究的文獻(xiàn)40余篇，專著10余本，了解當(dāng)前國內(nèi)外旋轉(zhuǎn)推鉛球的研究現(xiàn)狀。1.2.2訪談法

在研究設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)影像拍攝、影像解析，以及了解張竣旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)訓(xùn)練中存在的問題等方面，走訪、電話咨詢了上海體育學(xué)院旋轉(zhuǎn)推鉛球研究專家王衛(wèi)國教授、上海市田徑隊(duì)高級(jí)教練員隋新梅、上海體育科學(xué)研究所許以誠研究員和上海體育學(xué)院伍勰博士。1.2.3實(shí)驗(yàn)法

使用四臺(tái)日本產(chǎn)索尼(SONY)HVR-HD1000C高清攝像機(jī)，采用外同步方法進(jìn)行拍攝，拍攝頻率為50幀/s。攝像機(jī)放置位置：左前方45°、右前方45°、左后方45°、右后方45°，距離投擲圈中心點(diǎn)15 m處，機(jī)身高1.2 m(如圖1所示)。在測(cè)試前，用由17根黑色金屬桿子及25個(gè)白色小球組成的三維框架對(duì)拍攝范圍進(jìn)行標(biāo)定。

圖1　攝像機(jī)放置位置示意圖

關(guān)節(jié)角的選?。和ㄟ^對(duì)旋轉(zhuǎn)推鉛球相關(guān)文獻(xiàn)分析，初選了關(guān)節(jié)角度指標(biāo)12項(xiàng)；經(jīng)專家篩選，并聽取了教練員和運(yùn)動(dòng)員意見，最終選取6項(xiàng)關(guān)節(jié)角度指標(biāo)，即左膝關(guān)節(jié)角度(X1)、右膝關(guān)節(jié)角度(X2)、左髖關(guān)節(jié)角度(X3)、右髖關(guān)節(jié)角度(X4)、左肩關(guān)節(jié)角度(X5)、右肩關(guān)節(jié)角度(X6)等進(jìn)行分析。

數(shù)據(jù)處理：采用Ariel運(yùn)動(dòng)圖像解析系統(tǒng)，對(duì)單支撐階段的圖片進(jìn)行分析,采用Hanavan人體模型，使用DLT法計(jì)算得到解析點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，對(duì)所得每個(gè)標(biāo)志點(diǎn)的三維坐標(biāo)，使用巴特沃茲二階低通濾波法進(jìn)行平滑處理，截?cái)囝l率為6。

1.2.4數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

運(yùn)用SPSS11.5軟件，對(duì)部分關(guān)節(jié)角度與運(yùn)動(dòng)成績(jī)進(jìn)行多元回歸分析，找出張竣旋轉(zhuǎn)推鉛球單支撐階段影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)的主要關(guān)節(jié)角度指標(biāo)。

2　結(jié)果與分析

2.1相關(guān)概念界定

根據(jù)文獻(xiàn)資料以及專家意見，現(xiàn)將各研究指標(biāo)定義如下：

2.1.1肩關(guān)節(jié)角度

肩關(guān)節(jié)至同側(cè)肘關(guān)節(jié)之間的連線與肩關(guān)節(jié)至同側(cè)髖關(guān)節(jié)之間的連線在冠狀面上形成的夾角。單位為“度”(文世林.我國兩名優(yōu)秀男子鉛球運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[D].碩士學(xué)位論文，首都體育學(xué)院，2009)。

2.1.2髖關(guān)節(jié)角度

髖關(guān)節(jié)至同側(cè)肩關(guān)節(jié)之間的連線與髖關(guān)節(jié)至同側(cè)膝關(guān)節(jié)之間的連線在矢狀面上形成的夾角。單位為“度”(文世林.我國兩名優(yōu)秀男子鉛球運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[D].碩士學(xué)位論文，首都體育學(xué)院，2009)。

2.1.3膝關(guān)節(jié)角度

膝關(guān)節(jié)至同側(cè)髖關(guān)節(jié)之間的連線與膝關(guān)節(jié)至同側(cè)踝關(guān)節(jié)之間的連線在矢狀面上形成的夾角。單位為“度”(文世林.我國兩名優(yōu)秀男子鉛球運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[D].碩士學(xué)位論文，首都體育學(xué)院，2009)。

2.1.4單支撐階段

是指雙腳支撐階段后，右腳離地至左腳離地，形成以左腳為軸旋轉(zhuǎn)的這一階段。這一階段的主要任務(wù)就是把人體和鉛球從投擲圈的后半圈推至前半圈，逐漸加大人和鉛球的旋轉(zhuǎn)速度，為最后用力階段做充分的準(zhǔn)備。

圖2　張竣旋轉(zhuǎn)推鉛球單支撐階段影像截圖

2.2關(guān)節(jié)角度與運(yùn)動(dòng)成績(jī)的回歸分析

選取張竣旋轉(zhuǎn)推鉛球單支撐階段開始和結(jié)束兩個(gè)時(shí)刻的關(guān)節(jié)角度與運(yùn)動(dòng)成績(jī)進(jìn)行多元線性回歸分析。因變量為鉛球運(yùn)動(dòng)成績(jī)(Y)；自變量為左膝關(guān)節(jié)角度(X1)、右膝關(guān)節(jié)角度(X2)、左髖關(guān)節(jié)角度(X3)、右髖關(guān)節(jié)角度(X4)、左肩關(guān)節(jié)角度(X5)、右肩關(guān)節(jié)角度(X6)。

2.2.1開始時(shí)刻關(guān)節(jié)角度與運(yùn)動(dòng)成績(jī)的回歸分析

表1列出了模型的篩選過程，模型1用逐步法引入了左髖關(guān)節(jié)角度，然后模型2用逐步法引入了右膝關(guān)節(jié)角度，左髖關(guān)節(jié)角度仍然保留在模型2中。另外4個(gè)變量沒有達(dá)到引入標(biāo)準(zhǔn)，最終沒有被引入。

表1　引入/剔除變量表a,b

a.因變量:成績(jī)；b.通過原點(diǎn)的線性回歸。

表2是對(duì)擬合的兩個(gè)模型的方差分析檢驗(yàn)結(jié)果。由結(jié)果(P值均為0.000，小于0.050)可知，擬合的兩個(gè)模型均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表3是用t檢驗(yàn)對(duì)兩個(gè)模型中各個(gè)回歸系數(shù)檢驗(yàn)的結(jié)果。從結(jié)果(PX3=0.000，PX2=0.048都小于0.050)中可以看出，模型2中的兩個(gè)自變量的系數(shù)都有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。左髖關(guān)節(jié)角度的偏回歸系數(shù)為0.110，標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)為0.688；右膝關(guān)節(jié)角度偏回歸系數(shù)為0.057，標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)為0.312。通過比較兩個(gè)變量的標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)，我們發(fā)現(xiàn)，左髖關(guān)節(jié)角度對(duì)運(yùn)動(dòng)成績(jī)的貢獻(xiàn)更大一些。

表2　方差分析表d,e

a.預(yù)測(cè)變量:左髖關(guān)節(jié)角度；b.因?yàn)橥ㄟ^原點(diǎn)的回歸的常量為零，所以對(duì)于該常量此總平方和是不正確的。

c.預(yù)測(cè)變量:左髖關(guān)節(jié)角度,右膝關(guān)節(jié)角度；d.因變量:成績(jī)；e.通過原點(diǎn)的線性回歸。

表3　回歸系數(shù)檢驗(yàn)表a,b

a.因變量:成績(jī)。

b.通過原點(diǎn)的線性回歸。

表4反映的是多重線性回歸擬合模型過程中沒有進(jìn)入模型的變量的檢驗(yàn)結(jié)果。由結(jié)果可見，在模型1中，未進(jìn)入模型的候選變量右膝關(guān)節(jié)角度還符合引入標(biāo)準(zhǔn)(P<= 0.05)，可能需要引入；而在模型2中，未進(jìn)入的四個(gè)變量均大于引入標(biāo)準(zhǔn)(P>= 0.100)，無須再進(jìn)行分析了。

上述多元回歸分析結(jié)果顯示：開始時(shí)刻，張竣各關(guān)節(jié)角度與運(yùn)動(dòng)成績(jī)的“最優(yōu)”函數(shù)關(guān)系為：Y=0.11X3+0.057X2，經(jīng)方差分析，該回歸方程具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，經(jīng)t檢驗(yàn)，各回歸系數(shù)也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(PX3=0.000，PX2=0.048都小于0.050)。該方程說明了單支撐階段開始時(shí)刻，左髖關(guān)節(jié)角度、右膝關(guān)節(jié)角度的增大與運(yùn)動(dòng)成績(jī)提高的正向線性關(guān)系。由投擲理論和實(shí)踐可知，增大左髖關(guān)節(jié)角度，有利于身體重心與身體旋轉(zhuǎn)軸盡可能重合，從而減小地面反作用力對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的作用，便于“人-球系統(tǒng)”更快、更平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)；而增加右膝關(guān)節(jié)角度，可以加大身體旋轉(zhuǎn)半徑，提高投擲方向的鉛球線速度，進(jìn)而增加鉛球出手的初速度，達(dá)到提高鉛球運(yùn)動(dòng)成績(jī)的效果。

表4　模型外的變量檢驗(yàn)表c,d

a.模型中的預(yù)測(cè)變量:左髖關(guān)節(jié)角度。

b.模型中的預(yù)測(cè)變量:左髖關(guān)節(jié)角度,右膝關(guān)節(jié)角度。

c.因變量:成績(jī)。

d.通過原點(diǎn)的線性回歸。

2.2.2結(jié)束時(shí)刻關(guān)節(jié)角度與運(yùn)動(dòng)成績(jī)的回歸分析

表5結(jié)果列出了模型的篩選過程，模型1用逐步法引入了右膝關(guān)節(jié)角度，然后模型2用逐步法引入了右肩關(guān)節(jié)角度，右膝關(guān)節(jié)角度仍然保留在模型2中。另4個(gè)變量沒有達(dá)到引入標(biāo)準(zhǔn)，最終沒有進(jìn)入。

表5　引入/剔除變量表a,b

a.因變量:成績(jī)。

b.通過原點(diǎn)的線性回歸。

表6是對(duì)擬合的兩個(gè)模型的方差分析檢驗(yàn)結(jié)果。由結(jié)果(P值均為0.000，小于0.05)可知，兩個(gè)模型均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表6方差分析表d,e

a.預(yù)測(cè)變量:右膝關(guān)節(jié)角度。

b.因?yàn)橥ㄟ^原點(diǎn)的回歸的常量為零，所以對(duì)于該常量此總平方和是不正確的。

c.預(yù)測(cè)變量:右膝關(guān)節(jié)角度,右肩關(guān)節(jié)角度。

d.因變量:成績(jī)。

e.通過原點(diǎn)的線性回歸。

表7是對(duì)兩個(gè)模型中各個(gè)系數(shù)檢驗(yàn)的結(jié)果，用的是t檢驗(yàn)。從結(jié)果(PX2=0.000，PX6=0.004，都小于0.05)中可以看出，模型2中兩個(gè)自變量的系數(shù)都有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。右膝關(guān)節(jié)角度的偏回歸系數(shù)為0.088，標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)為0.632；右肩關(guān)節(jié)角度偏回歸系數(shù)為0.074，標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)為0.368。通過比較兩個(gè)變量的標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)，可知右膝關(guān)節(jié)角度對(duì)運(yùn)動(dòng)成績(jī)貢獻(xiàn)大些。

表7　回歸系數(shù)檢驗(yàn)表a,b

a.因變量:成績(jī)。

b.通過原點(diǎn)的線性回歸。

表8反映的是多重線性回歸擬合模型過程中沒有進(jìn)入模型的變量的檢驗(yàn)結(jié)果。由結(jié)果可見，在模型1中，未進(jìn)入模型的候選變量左肩關(guān)節(jié)角度、右肩關(guān)節(jié)角度還符合引入標(biāo)準(zhǔn)(P<= 0.05)，可能需要引入；而在模型2中，未進(jìn)入的四個(gè)變量均大于引入標(biāo)準(zhǔn)(P>= 0.100)，無須再進(jìn)行分析了。

表8　模型外的變量檢驗(yàn)表c,d

a.模型中的預(yù)測(cè)變量:右膝關(guān)節(jié)角度。

b.模型中的預(yù)測(cè)變量:右膝關(guān)節(jié)角度,右肩關(guān)節(jié)角度。

c.因變量:成績(jī)。

d.通過原點(diǎn)的線性回歸。

表5—表8結(jié)果表明，張竣單支撐階段結(jié)束時(shí)刻，其關(guān)節(jié)角度與運(yùn)動(dòng)成績(jī)的回歸方程是：Y=0.088X2+0.074X6，經(jīng)方差分析，該回歸方程具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，經(jīng)t檢驗(yàn)，各回歸系數(shù)也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(PX2=0.000，PX6=0.004，都小于0.050)。該方程說明：?jiǎn)沃坞A段結(jié)束時(shí)刻，右膝關(guān)節(jié)角度、右肩關(guān)節(jié)角度的增大與運(yùn)動(dòng)成績(jī)提高存在線性關(guān)系。投擲原理和實(shí)踐告訴我們，增加右膝關(guān)節(jié)角度可以加大身體旋轉(zhuǎn)半徑，提高投擲方向的鉛球線速度，進(jìn)而提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。但右肩關(guān)節(jié)角度增大是有限制的，如果大于90度，會(huì)降低“人球合一”的穩(wěn)定性，不利于鉛球成績(jī)的提高，符合旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)持握鉛球的基本要求(持球臂的肘部向外展開與肩齊平，即右肩關(guān)節(jié)保持在90度左右)。

由上述回歸分析可知，左髖角(X3)、右膝角(X2)、右肩角(X6)等3個(gè)指標(biāo)與鉛球成績(jī)有顯著相關(guān)性。此結(jié)果符合旋轉(zhuǎn)推鉛球單支撐階段的基本技術(shù)要求(右腳離地后右腿微屈，右腳靠近地面向圓心弧形擺動(dòng)，左腿屈膝支撐繼續(xù)向投擲方向蹬轉(zhuǎn)，形成以左腳為軸旋轉(zhuǎn)。左膝保持90°～120°左右，右腿擺動(dòng)時(shí)大腿不要擺得太高，使身體在平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)中向前，并且配合轉(zhuǎn)髖。右腿擺向投擲圈中心時(shí)要低平內(nèi)扣，右腿的內(nèi)扣要與左腳的蹬轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)配合，這是形成“超越器械”和獲得水平速度以及維持身體平衡的關(guān)鍵)[12]。

2.3主要關(guān)節(jié)角度的變化特征分析

通過以上研究，找出了張竣旋轉(zhuǎn)推鉛球單支撐階段影響其運(yùn)動(dòng)成績(jī)的主要角度標(biāo)有左髖角、右膝角、右肩角等3個(gè)指標(biāo)，分析這些指標(biāo)在旋轉(zhuǎn)推鉛球單支撐階段的變化特征，可以幫助張竣改進(jìn)其技術(shù)動(dòng)作，從而提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。

表9和圖3所示，為張竣旋轉(zhuǎn)推鉛球測(cè)試成績(jī)與單支撐階段持續(xù)時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過Excel分析，我們得到運(yùn)動(dòng)成績(jī)(Y)與單支撐階段持續(xù)時(shí)間(t)的關(guān)系式為Y=22.17-9.032t，通過該關(guān)系式我們發(fā)現(xiàn)，鉛球運(yùn)動(dòng)成績(jī)與單支撐階段持續(xù)時(shí)間呈反比例關(guān)系，即單支撐階段持續(xù)時(shí)間越短，張竣的鉛球成績(jī)?cè)胶?。為了便于比較，我們選取張竣旋轉(zhuǎn)推鉛球單支撐階段持續(xù)時(shí)間均為 0.36s的4次測(cè)試數(shù)據(jù)(19.17m、18.37m、19.12m、19.74m)進(jìn)行分析。

表9　單支撐階段持續(xù)時(shí)間與運(yùn)動(dòng)成績(jī)對(duì)照表

圖3　單支撐階段持續(xù)時(shí)間與成績(jī)關(guān)系圖

2.3.1右肩關(guān)節(jié)角度的變化特征分析

旋轉(zhuǎn)推鉛球的持球方法與背向滑步推鉛球技術(shù)的右臂肘部動(dòng)作略有不同。由于旋轉(zhuǎn)推鉛球的加速過程中離心力較大，因此，右手持球時(shí)需要抬肘，保持右肘在體側(cè)與肩肘成一線的姿勢(shì)，把鉛球緊貼在鎖骨窩處，對(duì)抗鉛球的離心力并穩(wěn)定地控制鉛球。由此看來，在單支撐階段，右手主要起到持球作用，右肩關(guān)節(jié)角度大小，反映了肘抬起高低以及鉛球貼鎖骨窩的松緊程度。同時(shí)，根據(jù)投擲基本原理可知，右手作為投擲臂應(yīng)盡可能留在后面，并保持相對(duì)固定的肩關(guān)節(jié)角度，有利于形成良好的“超越器械”動(dòng)作，為提高最后用力效果作好準(zhǔn)備。

由圖4可以看出，張竣投擲成績(jī)?yōu)?9.74 m時(shí)，右肩關(guān)節(jié)在單支撐階段的變化規(guī)律為：在開始時(shí)刻控制在84°左右，然后慢慢內(nèi)收至中間時(shí)刻收至盡可能小(不影響鉛球固定)，這樣有利于提高旋轉(zhuǎn)速度，之后再慢慢外展到90°左右，單支撐后半階段右肩關(guān)節(jié)角度的增大，能使鉛球緊貼向內(nèi)傾斜的人體鎖骨窩，避免身體重心過早前移，維持人-球一體的旋轉(zhuǎn)速度。

圖4　單支撐階段右肩角變化曲線圖

從圖4我們可以得知，從單支撐階段開始到結(jié)束，右肩關(guān)節(jié)角度整體變化趨勢(shì)是先減小后增大，而且通過影像解析，我們得到4次試投單支撐階段開始時(shí)刻、結(jié)束時(shí)刻和關(guān)節(jié)角度最小時(shí)刻的右肩關(guān)節(jié)角度(見表10)。數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)單支撐階段，4次試投的右肩關(guān)節(jié)角度變化差異不是非常明顯，表明張竣右肩的技術(shù)動(dòng)作表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。

成績(jī)最好的(19.74 m)試投中，開始時(shí)刻的右肩關(guān)節(jié)角度為84.31°，其他幾次投擲中，右肩關(guān)節(jié)角度無論增大或減小，鉛球成績(jī)都不如這次好；右肩關(guān)節(jié)角度在0.22 s時(shí)達(dá)到最小值69.66°，而此時(shí)，其他3次試投的右關(guān)節(jié)角度已經(jīng)開始增大，且整個(gè)階段的最小值都比此次試投的最小值要大；結(jié)束時(shí)刻的右肩關(guān)節(jié)角度為89.55°，右大臂與軀干幾乎垂直。

2.3.2左髖關(guān)節(jié)角度的變化特征分析

在單支撐階段，由于離心力的作用，身體向左傾斜，形成一個(gè)左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸。同時(shí)，張竣為降低身體重心，身體稍向前傾并屈膝。左髖關(guān)節(jié)角度大小，反映了單支撐階段身體前傾幅度。

由圖5可見，從單支撐階段開始到結(jié)束，左髖關(guān)節(jié)角度整體變化趨勢(shì)為先增大后減小，表明軀干先稍稍抬起然后又向下彎曲，為下一騰空階段做積極準(zhǔn)備。4次投擲都在0.30 s時(shí)刻(即接近單支撐階段結(jié)束時(shí)刻)達(dá)到最大值，表明張竣技術(shù)動(dòng)作符合旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)要求而且穩(wěn)定性很高。同時(shí)根據(jù)圖5，我們發(fā)現(xiàn)，在單支撐階段前半期即0.18 s之前，成績(jī)最好(19.74 m)的那次投擲中左髖關(guān)節(jié)角度均大于其他3次投擲，而在單支撐階段后半期即0.18s之后，均小于其他3次投擲，而且在第二個(gè)四分之一階段，這一次投擲的左髖關(guān)節(jié)角度是減小的，而其他3次投擲都是在增大。

圖5　單支撐階段左髖角變化曲線圖

成績(jī)時(shí)刻開始時(shí)刻結(jié)束時(shí)刻最小時(shí)刻19.74m84.31°89.55°69.66°19.17m91.71°97.98°80.44°19.12m86.32°96.95°71.53°18.37m83.74°87.98°73.44°

表11結(jié)果顯示，在單支撐階段結(jié)束時(shí)刻，左髖關(guān)節(jié)角度較開始時(shí)刻要大，成績(jī)最好的19.74 m投擲中，開始時(shí)刻左髖關(guān)節(jié)角度均大于其他3次投擲，而結(jié)束時(shí)刻和最大左髖關(guān)節(jié)角度均小于其他3次投擲。我們?cè)囅?，在開始時(shí)刻左髖關(guān)節(jié)角度控制在120°以上，即身體不要過分前傾，在結(jié)束時(shí)刻左髖關(guān)節(jié)角度應(yīng)控制在143.5°以下，左髖角度小，有利于運(yùn)動(dòng)員快速進(jìn)入下一個(gè)技術(shù)階段，即身體稍向前傾，最大左髖關(guān)節(jié)角度不超過168.6°，這樣做也許會(huì)獲得更好的運(yùn)動(dòng)成績(jī)。

上述結(jié)果告訴我們，在平時(shí)訓(xùn)練時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)張竣左髖角在單支撐階段第一個(gè)四分之一階段保持更大(最小值不小于121.17°)，即重心垂直方向上移，在第二個(gè)四分之一階段減小到最小，即重心垂直方向下移，在第三個(gè)四分之一階段增大到最大(最大值不大于168.57°)，即重心再次垂直方向上移，最后一個(gè)四分之一階段再減小，即重心垂直方向再次下移，可能會(huì)獲得更好的運(yùn)動(dòng)成績(jī)。

2.3.3右膝關(guān)節(jié)角度的變化特征分析

在單支撐階段，運(yùn)動(dòng)員通過肩橫軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鉛球加速的過程，身體的重心落在左腿上，右腿遠(yuǎn)離左腿擺動(dòng)，腿部技術(shù)是旋轉(zhuǎn)技術(shù)的一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)殂U球投擲圈的直徑只有2.135 m，右腿擺動(dòng)的好壞直接影響了旋轉(zhuǎn)速度以及身體姿勢(shì)。

圖6　單支撐階段右膝角變化曲線圖

成績(jī)時(shí)刻開始時(shí)刻結(jié)束時(shí)刻最大時(shí)刻19.74m121.17°143.46°168.57°19.17m116.70°146.77°168.71°19.12m120.10°153.09°172.98°18.37m117.37°149.86°172.45°

圖6結(jié)果顯示，張竣投擲成績(jī)?yōu)?9.74 m時(shí)，單支撐階段右膝角度變化規(guī)律為：保持不變～增大(160°左右)即伸右膝關(guān)節(jié)增大旋轉(zhuǎn)半徑～減小(144°左右)即屈膝減小旋轉(zhuǎn)半徑，為下一技術(shù)階段屈右膝向投擲圈圓心平穩(wěn)落地做好準(zhǔn)備。

在單支撐階段開始到結(jié)束，右膝關(guān)節(jié)角度整體變化趨勢(shì)為先增大再減小。前期右膝關(guān)節(jié)角度增大是為了增大旋轉(zhuǎn)半徑提高投擲方向的線速度，后期減小是為了下一騰空階段的靠近圓心點(diǎn)平穩(wěn)落地做好準(zhǔn)備。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，成績(jī)最好(19.74 m)的那次試投中，右膝關(guān)節(jié)角度在0～0.10 s期間變化不大，而其他3次試投均有明顯變化，中后期4次試投的右膝關(guān)節(jié)角度變化趨勢(shì)基本一致，說明單支撐階段前期右膝關(guān)節(jié)的平穩(wěn)外擺或許是影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)因素之一。

通過影像解析，我們得出開始時(shí)刻、結(jié)束時(shí)刻、關(guān)節(jié)角度最大時(shí)刻以及關(guān)節(jié)角度最小時(shí)刻的右膝關(guān)節(jié)角度(見表12)。根據(jù)上述數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)，在成績(jī)最好的(19.74 m)試投中，單支撐階段開始時(shí)刻，右膝關(guān)節(jié)角度在102°左右，也是整個(gè)階段的最小值，說明后階段為了加大旋轉(zhuǎn)半徑，右膝關(guān)節(jié)是伸的，但是最大角度不超過160°，否則會(huì)影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)，說明“外擺畫弧動(dòng)作”半徑越大，越不利于下一階段右腿向投擲圈圓心平穩(wěn)落地。

表12　單支撐階段右膝關(guān)節(jié)角度

3　結(jié)論與建議

3.1采用多元回歸的統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)部分關(guān)節(jié)角度與運(yùn)動(dòng)成績(jī)進(jìn)行多元回歸分析，找出了張竣旋轉(zhuǎn)推鉛球單支撐階段影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)的主要關(guān)節(jié)角度指標(biāo)(右肩關(guān)節(jié)角度、左髖關(guān)節(jié)角度、右膝關(guān)節(jié)角度)。與同類研究相比，本研究在研究指標(biāo)的選擇方面更為嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)和合理。

3.2在旋轉(zhuǎn)推鉛球單支撐階段，張竣表現(xiàn)最佳投擲成績(jī)時(shí)，主要關(guān)節(jié)角度變化呈現(xiàn)以下特征：右肩關(guān)節(jié)角度開始時(shí)刻為84.31°，中間時(shí)刻達(dá)到最小值69.66°，結(jié)束時(shí)刻為89.55°；左髖關(guān)節(jié)角度在開始時(shí)刻為121.17°，在單支撐的四分之三階段增大到168.57°，結(jié)束時(shí)刻為143.5°；右膝關(guān)節(jié)角度開始時(shí)刻為102°左右，也是整個(gè)階段的最小值，結(jié)束階段為159.58°。對(duì)此關(guān)節(jié)角度變化規(guī)律的研究，為教練員指導(dǎo)張竣的技術(shù)訓(xùn)練，提供了客觀、科學(xué)的參考意見。

3.3相比現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究，本研究采用了四臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行投擲場(chǎng)地的實(shí)地拍攝，觀測(cè)視角多了兩倍，提高了音像解析結(jié)果的準(zhǔn)確性。但是，由于條件限制，還無法完成俯視拍攝。因此，創(chuàng)造更好的研究條件，實(shí)現(xiàn)多角度拍攝，提高觀測(cè)效果，取得更多的觀測(cè)指標(biāo)和數(shù)據(jù)，使研究更加科學(xué)、合理和有效，是旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)研究今后應(yīng)努力的方向。

[1]GüNTER T.Model Technique Analysis Sheet for The Throwing Events- The Shot Put[J].New Studies in Athletics,1990(1)：44-60.

[2]劉北湘.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)：運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析與評(píng)價(jià)[M].成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，2008：21-29.

[3]GUNTER,T.Shot Put[J].Modern Athlete & Coach,2008(2):24-31.

[4]HSIENTE,P.,CHENFU,H.& CHANNENG,K.Dynamics of The Shoulder and Elbow Joints of The Throwing Arm During Rotational Shot Putting - Case Study[EB/OL].[2012-01-25](2016-03-18).http://www.ntnu.edu.tw/acad/docmeet/.

[5]KYRIAZIS,T.A.,TERZIS,G.,BOUDOLOS,K,et al.Muscular Power,Neuromuscular Activation,and Performance in Shot Put Athletes At Preseason and at Competition Period[J].The Journal of Strength and Conditioning Research ,2009(6):1773-1779.

[6]LAURENT,F.,JAMES,S.,JOHN,E.,ALISON O’R.,et al.Quality Control Procedure for Kinematic Analysis of Elite Seated Shot-Putters During World-Class Events[J].The Sport Journal,2008,11(1)：16-20.

[7]MICHAEL,Y.Development and Application of an Optimization Model for Elite Level Shot Putting[D].the degree of Doctor of Philosophy Louisiana State University and Agricultural and Mechanical College,2009.

[8]MILAN,.,MATEJ,S.,STANKO,.,et al.Biodynamic Analysis of the Rotational Shot Put Technique[J].Track Coach,181:5769-5775.

[9]高峰，李曉蕓.中國鉛球運(yùn)動(dòng)員運(yùn)用旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)的優(yōu)越性[J].浙江體育科學(xué)，2005，27(5)：80-82.

[10]黃昌美，劉剛，李夢(mèng)龍，等.背向旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)在田徑普修中的實(shí)驗(yàn)研究[J].吉林體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，25(4)：45-46.

[11]黃健，于軍.國內(nèi)男子鉛球運(yùn)動(dòng)員使用旋轉(zhuǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀分析及研究[J].遼寧體育科技，2007，29(1)：70-72.

[12]江濤.在我國推行旋轉(zhuǎn)式投擲鉛球技術(shù)的設(shè)想[J].體育學(xué)刊，1995(2)：87-88.

[13]拉里·伍·賈吉，劉曙，劉兵，程衛(wèi)軍譯.旋轉(zhuǎn)式推鉛球的教學(xué)法[J].安徽體育科技，1994(4)：40-43.

[14]李延軍，孫有平，隋新梅，等.旋轉(zhuǎn)推鉛球過渡階段肌肉用力特征的sEMG分析[J].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào)，2010(5)：50-54.

[15]劉劍鋒.對(duì)旋轉(zhuǎn)推鉛球訓(xùn)練手段效果的實(shí)驗(yàn)研究[D].北京：北京體育大學(xué)，2006.

[16]劉瑞江.旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)之研究[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2000.

[17]毛永，鄭峰，何明，等.推鉛球技術(shù)的演變暨旋轉(zhuǎn)式推鉛球技術(shù)的要點(diǎn)和難點(diǎn)[J].山東體育科技，2002，24(1)：1-4.

[18]申偉華.英漢對(duì)照田徑雙語教材[M].湘潭：湘潭大學(xué)出版社，2007：266-287.

[19]孫有平，隋新梅，錢風(fēng)雷，等.基于sEMG的男子旋轉(zhuǎn)推鉛球運(yùn)動(dòng)員單支撐階段肌肉用力特征研究[J].體育科學(xué)，2010，30(1)：44-50.

[20]田鑫.旋轉(zhuǎn)推鉛球的技術(shù)分析與訓(xùn)練[J].首都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，15(3)：41-43.

[21]文世林.我國兩名優(yōu)秀男子鉛球運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[D].北京：首都體育學(xué)院，2009.

[22]嚴(yán)海風(fēng).我國部分優(yōu)秀男子鉛球運(yùn)動(dòng)員背向滑步推鉛球技術(shù)三維運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)分析[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2006.

[23]閆永柱.旋轉(zhuǎn)式推鉛球技術(shù)的優(yōu)越性及其在我國適用性的探討[J].山西體育科技，2007，27(4)：30-34.

[24]張寶峰，李風(fēng)雷.旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)優(yōu)勢(shì)的生物力學(xué)分析[J].首都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，18(2)：76-78.

[25]張沁.旋轉(zhuǎn)推鉛球技術(shù)優(yōu)勢(shì)與亞洲鉛球運(yùn)動(dòng)發(fā)展[J].重慶文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，5(3)：34-36.

[責(zé)任編輯魏寧]

Research on the Change Characteristic of the Angle of the Main Joints DuringOne-leg Supporting Phase of Rotational Man’s Shot Put Athletes

CHEN Jian-min1,QIAN Feng2

(1.College of Continuing Education,Jimei University,Xiamen,361021,China 2.ZheJiang Economic & Trade Polytechnic，Hangzhou,310018,China)

Using documentary method ,interview method,observational method ,mathematical statistical method to investigate an elite male shot-putter，Zhang Jun during one-leg supporting and body rotating phase．The variety characteristics of dominant joint angle were evaluated in this study.The results were as follows:1The shot movement performance was significant correlation with joint angle index that is left hip angle,right knee angle,right shoulder angle.2During one-leg supporting and body rotating phase ,Zhang Jun's main joint angle were changed as follows:at the beginning ,the right shoulder angle was 84.31°.In the middle the right shoulder angle was minimum 69.66°.At the end the right shoulder angle was 89.5°; at the beginning ,left hip angle was 84.31°and then increase to 168.7°at the three-quarters phase of one leg supporting,in the end was 143.5°; at the beginning the right knee angle was102°which was the minimum of whole phase ,and at the end was 159.58°.

Rotating Shot Put;one foot support phase;joint angle

2016-04-28

陳建民(1962—)，男，福建惠安人，教授。研究方向：體育教育學(xué)。

G824.1

A

1007-7413(2016)05-0051-10