王立國,劉俊一

騰空時相質(zhì)疑:世界優(yōu)秀男子500m速滑運動員彎道技術(shù)的運動學(xué)探索

王立國,劉俊一

(東北師范大學(xué)體育學(xué)院,吉林長春130024)

采用運動生物力學(xué)方法,對世界最優(yōu)秀短距離速度滑冰運動員彎道的跑滑技術(shù)進行了運動學(xué)個案分析,對目前爭論的跑滑技術(shù)中出現(xiàn)騰空時相的核心問題進行了質(zhì)疑和探索。結(jié)果:速度滑冰的跑滑技術(shù)出現(xiàn)明顯的“跑動”跡象,個案解析中證實了下肢騰空的時相的存在;騰空時相技術(shù)的出現(xiàn)并不是跑滑技術(shù)的關(guān)鍵,跑滑技術(shù)蹬冰動作中,左右膝關(guān)節(jié)都主動性的不完全充分蹬伸,跑動蹬冰和雙腿快速交替蹬冰才是該技術(shù)的核心,同時也是產(chǎn)生跑動跡象和下肢騰空時相的主要因素;結(jié)合髖膝關(guān)節(jié)角度變化的一致性分析表明,“跑動”跡象和下肢騰空時相主要是在左腿單支撐蹬冰結(jié)束到右腿單支撐蹬冰開始交替間,由左腿的不完全蹬伸配合右腿的髖膝快速前擺著冰引起的。提示在現(xiàn)代短距離速度滑冰技術(shù)中可能出現(xiàn)騰空時相,同時提供了判斷和評定跑滑技術(shù)的核心技術(shù)關(guān)鍵,進而為我國運動員借鑒這種技術(shù)的提供運動學(xué)分析中的技術(shù)細(xì)節(jié)。

騰空時相;速度滑冰;彎道;運動學(xué);質(zhì)疑

近年來,500m男子速度滑冰的成績不斷提高,世界紀(jì)錄已經(jīng)突破35s,平均速度在13.5m/s以上。以日本運動員Joji KATO、NAGASHIMA Keiichiro、韓國運動員 MO Tae-Bum、Sang-Hwa LEE為代表的一些亞洲優(yōu)秀男子運動員在500m滑行技術(shù)中形成了自身的特點,在技術(shù)上非常注重彎道滑行,在彎道采用一種接近于“跑”的跑滑技術(shù),使他們在世界大賽中頻頻創(chuàng)造優(yōu)異成績,并逐漸取代歐美運動員的技術(shù)成為了世界公認(rèn)的先進技術(shù)[1]。目前已有學(xué)者對彎道這種“跑滑”技術(shù)進行了相關(guān)的研究,特別是對彎道跑滑技術(shù)的“跑動”特征進行了探索,但是研究大多是定性的理論分析,客觀實證數(shù)據(jù)不多。特別是沒有對“跑滑”技術(shù)中最重要的“騰空時相”的跑動特征進行探索和分析的實證研究[2]。筆者選擇2010年溫哥華冬奧會亞軍日本運動員Keiichiro NAGASHIMA、2010年溫哥華冬奧會季軍日本運動員Joji KATO、冬奧會第四名韓國運動員Kang-Seak LEE和2011年世界杯500m第2名Yuya OIKAWA以及2012年世界短距離速滑錦標(biāo)賽1 000m冠軍韓國運動員Kyou-Hyuk LEE五名男選手為研究對象,對其彎道跑動特征——騰空時相的相關(guān)技術(shù)動作進行運動學(xué)分析,目的是要準(zhǔn)確地反映這種世界先進技術(shù)的特點和水平,揭示其先進技術(shù)的核心問題,以期為我國的速度滑冰運動訓(xùn)練提供借鑒。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取2010年12月4日-5日舉行國際滑聯(lián)世界杯長春站比賽期間,日本運動員Joji KATO、Keiichiro、Yuya OIKAWA以及韓國運動員Kang-Seak LEE、Kang-Seak LEE的500m滑跑中第一個彎道弧頂一個復(fù)步進行分析(表1)。

表1 受試運動員基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 錄像觀察法 通過拍攝的錄像反復(fù)觀察5名被試在彎道跑滑過程中一個復(fù)步的技術(shù)動作;詳細(xì)觀看2010-2012年間世界速度滑冰錦標(biāo)賽和奧運會男子500m比賽的電視轉(zhuǎn)播和錄像,并對部分運動員的彎道技術(shù)動作進行了分析和統(tǒng)計工作。對近年來男子500m速度滑冰彎道滑跑技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀有了一個基本的了解和認(rèn)識。

1.2.2 攝像與解析法 在國際滑聯(lián)世界杯男子500m比賽的現(xiàn)場,采用兩臺日本產(chǎn)JVC9800型攝像機從從正面和側(cè)面同時進行同步、定點、定焦拍攝被試500m滑跑第一個彎道一個滑跑復(fù)步的全過程。攝像機高度為1.05m,拍攝距離20～30m,兩臺攝像機主光軸夾角約120°,拍攝速度為50幅/s,然后對拍攝的原始材料應(yīng)用Ariel Dynamics運動解析系統(tǒng)解析,用數(shù)字濾波法進行平滑,截斷頻率為6,獲得了被試身體重心和各關(guān)節(jié)的位移、各階段時間和各關(guān)節(jié)角度等數(shù)據(jù),還采集了身體重心軌跡及棍圖等。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計法 在研究過程中采用Excel軟件對所需數(shù)據(jù)進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 被試彎道復(fù)步不同動作階段時相特征

對5名被試彎道一個復(fù)步的圖片進行解析,并對彎道技術(shù)動作中各個階段進行時相時間的統(tǒng)計與計算(表2)。

從表2的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明:5名被試的平均彎道復(fù)步時間為0.72s,通過被試復(fù)步總時間與各個技術(shù)動作時相時間之間的計算,被試Joji KATO、Keiichiro NAGASHIMA和Kyou-Hyuk LEE的彎道復(fù)步中出現(xiàn)了騰空時相,分別為0.06s、0.08s和0.04s,其他2名被試沒有出現(xiàn)統(tǒng)計學(xué)意義上的騰空時相。

2.2 被試的蹬冰角度變化結(jié)果統(tǒng)計

通過對拍攝圖片的解析以及對解析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學(xué)分析,分別統(tǒng)計了5名被試一個復(fù)步中各個技術(shù)動作時相的蹬冰角度的變化(表3)。

表3 不同技術(shù)動作時相蹬冰角度與時刻一覽表(單位:°)

2.3 被試髖、膝關(guān)節(jié)變化結(jié)果統(tǒng)計

通過對拍攝圖片的解析以及對解析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學(xué)分析,分別統(tǒng)計了5名被試在彎道一個復(fù)步過程中髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和軀干在各個技術(shù)動作時相角度的變化情況(表4)。

表4 不同技術(shù)動作時相關(guān)節(jié)角度一覽表(單位:°)

3 分析與討論

彎道滑行技術(shù)是速度滑冰技術(shù)動作重要環(huán)節(jié)之一[3,4],一直是科學(xué)研究爭論的焦點問題。彎道滑行技術(shù)的主要目的是利用離心力作用,用最短時間、最短距離通過彎道滑行,在保持運動員直道滑行速度的同時盡量提高滑行速度[5]。對于速滑500m項目來說,彎道滑行是高水平運動員取得比賽勝利的核心技術(shù)環(huán)節(jié),也是最容易出現(xiàn)失誤的技術(shù)環(huán)節(jié)。以往研究也表明速度滑冰500m比賽彎道滑行成績與比賽成績密切相關(guān),越是高水平運動員之間的競爭其關(guān)系越密切[6]。因此,如何提高彎道技術(shù)動作的質(zhì)量、提高彎道滑跑速度,一直是科研人員重點關(guān)注的課題。

3.1 跑滑技術(shù)中的“跑動”特征與騰空時相

目前以亞洲日韓選手為代表的一批優(yōu)秀速度滑冰運動員比賽中利用彎道跑滑技術(shù),屢屢創(chuàng)造優(yōu)異的運動成績。這種跑滑技術(shù)的特點是低姿勢、高頻率、快節(jié)奏,采用最高效的下肢蹬冰距離以接近于“跑”的方式完成彎道的滑進[8]。目前,對這種跑滑技術(shù)的核心爭論點是跑動的特征和騰空的跡象。以往對速度滑冰技術(shù)無論針對直道還是彎道的運動學(xué)分析上,前提都是建立在滑行技術(shù)的基礎(chǔ)上,強調(diào)的是延長蹬冰距離、提高蹬冰效率,而彎道跑滑技術(shù)不強調(diào)蹬冰距離,而主要突出動作頻率、蹬冰效率和跑動滑行。另外,跑滑技術(shù)中運動員的下肢是否出現(xiàn)了同時離開冰面的時刻,即出現(xiàn)瞬時的騰空狀態(tài)沒有得到科學(xué)證實,一直是跑滑技術(shù)中質(zhì)疑的關(guān)鍵問題。表2顯示5名運動員中Joji KATO、Keiichiro NAGASHIMA和Kyou-Hyuk LEE三人的彎道復(fù)步中出現(xiàn)了明顯的騰空時相。雖然目前的研究還只是局限在小樣本的研究范圍內(nèi),但是也可以在一定層面上說明跑滑技術(shù)的跑動特征和騰空時相的可能性。因此,本研究認(rèn)為這種跑滑技術(shù)以跑滑代替滑行,更加注重彎道的加速性,更加注重高頻率,更加注重下肢蹬冰的實效性。特別是左右腿交替蹬冰的時刻,既然有跑動的跡象,就可能產(chǎn)生騰空的時刻。

3.2 跑滑技術(shù)的蹬冰角度分析

在速度滑冰的技術(shù)動作分析中,通常把運動員滑行過程中小腿與冰面的夾角稱作蹬冰角,蹬冰角度可以有效的反映運動員腿部的技術(shù)動作以及蹬冰的效果[11]。被試運動員左腿從復(fù)步開始著冰到其蹬冰結(jié)束的角度范圍在34.07°±2.5～35.89°±1.2°之間,右腿的蹬冰角度在 32.31°±2.1°～49.20°±3.1°之間,從左右腿蹬冰角度的變化分析,在整個復(fù)步的時相中右腿的平均蹬冰角度都略大于左腿,但是最小的蹬冰角度出現(xiàn)在右腿蹬伸的瞬間。這與以往的研究[3]結(jié)論有一定的差異。但是趙春華等人的研究被試樣本中有歐美運動員,而歐美運動員的彎道技術(shù)與韓日運動員的技術(shù)有明顯的差別。本研究認(rèn)為對不同特點的技術(shù)動作進行運動學(xué)分析沒有典型性意義。本研究中的5名運動員左腿最小蹬冰角度都出現(xiàn)在左腿單腳支撐蹬冰結(jié)束時,即右腳著冰的時刻,說明這一瞬間左腿達(dá)到了蹬伸的極限角度,同時也可以認(rèn)為在高速的彎道滑行中,為了保證單腳支撐階段快速向下一個技術(shù)環(huán)節(jié)過渡,這個階段技術(shù)動作的核心是身體重心的平穩(wěn)并瞬間變換。為了確保身體重心能夠由左腿的單腿支撐蹬冰瞬間平穩(wěn)的過渡,必須保證左腿在結(jié)束單腿支撐瞬間的蹬冰效果,因此最有效的左腿蹬冰產(chǎn)生在身體重心即將失去平衡的瞬間,導(dǎo)致蹬冰角度的偏小,同時要求蹬冰的快速實效,這也是被試的彎道跑滑技術(shù)的特點之一。

3.3 關(guān)節(jié)角度的變化規(guī)律與跑滑技術(shù)特征的分析

蹬冰腿膝關(guān)節(jié)的角度變化,能夠客觀反映速度滑冰彎道技術(shù)中蹬冰和支撐的狀況及實效,能夠深刻解釋彎道跑滑技術(shù)的細(xì)節(jié)[13]。從運動員膝關(guān)節(jié)角度變化趨勢看,運動員支撐蹬冰的左腿為了保證右腿向左前方迅速交叉壓步、有意識地積極主動地提高頻率、加快蹬冰速度,積極完成蹬冰,導(dǎo)致蹬冰腿膝關(guān)節(jié)沒有充分伸展,進而結(jié)合以上分析,在左腿蹬冰結(jié)束和右腿著冰開始的瞬間出現(xiàn)跑動跡象。蹬冰腿膝關(guān)節(jié)角度變化的特征也正說明了跑滑技術(shù)的特點,反之,跑滑技術(shù)的高頻率、向前性、跑動性等特征,導(dǎo)致彎道滑跑過程中左右蹬冰腿沒有完全蹬伸,同時也體現(xiàn)出左右腿在整個跑滑復(fù)步中膝關(guān)節(jié)的變換規(guī)律和特征。

從髖關(guān)節(jié)角度變化趨勢可以看出,左髖關(guān)節(jié)角度在左腿單腿支撐蹬冰時刻開始時刻,髖關(guān)節(jié)角度縮減到最小,為了左腿蹬冰動作做準(zhǔn)備;之后隨著蹬冰動作的不斷伸展,左髖關(guān)節(jié)角度不斷增加達(dá)到最大值,之后隨著左腿的收腿動作左髖關(guān)節(jié)角度逐漸減小,直至下一個彎道復(fù)步開始。與左髖關(guān)節(jié)角度比較,右髖關(guān)節(jié)的角度變化比較大,在右腿離冰開始左腿單支撐蹬冰階段,右髖關(guān)節(jié)角度逐漸減小,直至左腿單支撐蹬冰結(jié)束時,右髖關(guān)節(jié)達(dá)到一個最小值。按照以往技術(shù)動作分析,之后右腿的應(yīng)該由收腿的最高點逐漸伸展著冰,右腿髖關(guān)節(jié)逐漸增加,直至右腿單支撐蹬冰開始達(dá)到最大值。但是在對被試的彎道跑滑技術(shù)特點的分析發(fā)現(xiàn),這一過程的時間特征非常之短,只有0.06s。被試髖關(guān)節(jié)的角度變化在一定程度上體現(xiàn)出跑滑技術(shù)出現(xiàn)騰空跑動跡象特征。但是這種騰空時相產(chǎn)生的主要原因并不是確實的需要身體的騰空,而是左腿單支撐蹬冰時相快速向右腿單支撐蹬冰時相過渡過程中,由于左腿沒有全面蹬伸而右腿快速前擺并遠(yuǎn)離身體重心著冰的技術(shù)特征導(dǎo)致的。本研究發(fā)現(xiàn)有的被試沒有出現(xiàn)騰空時相,而是出現(xiàn)第二個雙支撐蹬冰時相,且持續(xù)時間也極短,表明雙支撐時相也并不是跑滑技術(shù)的核心,跑動特征才是導(dǎo)致瞬間第二雙支撐時相的主要因素,研究證實了以上的結(jié)論。

4 結(jié)論

本研究通過運動生物力學(xué)方法對具有代表性的世界最優(yōu)秀5名短距離速度滑冰運動員的彎道跑滑技術(shù)進行了運動學(xué)分析,特別是針對跑滑技術(shù)中出現(xiàn)的騰空時相的問題提出質(zhì)疑和核心技術(shù)環(huán)節(jié)上的探索。結(jié)果:速度滑冰的跑滑技術(shù)出現(xiàn)明顯的跑動跡象,個案解析中證實了下肢騰空時相的存在;騰空時相技術(shù)的出現(xiàn)并不是跑滑技術(shù)的關(guān)鍵,跑滑技術(shù)蹬冰動作中,左右膝關(guān)節(jié)都主動性的不完全充分蹬伸,跑動蹬冰和雙腿快速交替蹬冰才是該技術(shù)的核心,同時也是產(chǎn)生跑動跡象和下肢騰空時相的主要因素;結(jié)合髖膝關(guān)節(jié)角度變化表明,“跑動”跡象和下肢騰空時相主要是在左腿單支撐蹬冰結(jié)束到右腿單支撐蹬冰開始交替間,由左腿的不完全蹬伸配合右腿的髖膝快速前擺著冰引起的。提示在現(xiàn)代短距離速度滑冰技術(shù)中可能出現(xiàn)騰空時相,同時提供了判斷和評定跑滑技術(shù)的核心技術(shù)關(guān)鍵,進而為我國運動員借鑒這種技術(shù)提供參考。

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Hang Time:Kinematics Exploration of Turning Technology of the World Elite 500 Meters Speed Skaters

WANG Liguo,LIU Junyi
(Physical Education School,Northeast Normal University,Changchun 130024,Jilin,China)

The authors used biomechanics to make a kinematic case analysis on the running slide technology of the most excellent short distance speed skating athletes,and questioned and explored the key problem of hang time in the short distance speed skating technology.The results show that the running slide technology of the speed skating appears the sign of running,and the personal case shows leg jumping;in the skating technique,both knees are not completely fully straightened,which is also the cause to make sign of running and jumping;by analyzing the angle changing of the hip and knee,when it ends at left leg skating and right leg begins to skate,there are the signs of“running”and jumping which are caused by left leg incompletely straightened matched with hip and knee the right leg fast moving forward to the ice.So this paper can remind us there may be jumping time in the modern short distance speed skating technology,and also provide judgement and assessment to the core skill in this technology,which provides the key skill and point for learning this kind of advanced skating technology.

Hang Time;speed skating;curve;kinematic;exploration

G861.1

A

1004-0560(2013)03-0121-04

2013-04-12;

2013-05-16

2010年國家體育總局體育哲學(xué)社會科學(xué)研究項目(1582SS10136);2008年吉林省教育廳十一五規(guī)劃課題(0805063)。

王立國(1963-),男,副教授,博士,主要研究方向為體育教育訓(xùn)練學(xué)。

責(zé)任編輯:郭長壽