宋麗霞
(北京體育大學(xué),北京 100084)
跳馬完整的技術(shù)動(dòng)作過(guò)程由7個(gè)連續(xù)的階段組成,包括助跑、上板、踏跳、第一騰空、推手、第二騰空和落地階段組成。這7個(gè)階段是相輔相成的,每一階段的動(dòng)作質(zhì)量都會(huì)對(duì)后一階段的動(dòng)作質(zhì)量,甚至整個(gè)跳馬動(dòng)作的質(zhì)量有著直接或間接的影響。助跑的目的是為了獲得身體向前的水平速度,助跑的節(jié)奏和水平速度將會(huì)制約上板的水平速度。通過(guò)生物力學(xué)能量的轉(zhuǎn)換定律可知,上板的水平速度將影響踏跳時(shí)身體向上的垂直速度,從而影響第一騰空的高度。推手階段要快速有力,從而使第二騰空獲得較大的徑向速度,為各種空中翻轉(zhuǎn)動(dòng)作創(chuàng)造有利條件。本文重點(diǎn)對(duì)上板、踏跳、第一騰空、推手和第二騰空這5個(gè)階段進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)技術(shù)分析。
上板是助跑階段結(jié)束后單腳蹬地至雙腳踏板瞬間的身體騰空過(guò)程。此階段主要是使水平動(dòng)能轉(zhuǎn)換為垂直勢(shì)能的承接階段,能夠?yàn)楹竺孢B接的各種騰起、翻轉(zhuǎn)動(dòng)作提供動(dòng)力學(xué)和生物學(xué)條件。通過(guò)對(duì)20世紀(jì)80年代世界頂級(jí)體操運(yùn)動(dòng)員羅歇完成的高質(zhì)量的跳馬前手翻空翻2周半的動(dòng)作進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)技術(shù)分析,并對(duì)我國(guó)當(dāng)時(shí)優(yōu)秀體操運(yùn)動(dòng)員完成的最高質(zhì)量的跳馬動(dòng)作運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析得出,上板技術(shù)的質(zhì)量主要受水平速度和上板制動(dòng)角的影響較大。上板水平速度和制動(dòng)角的增大能夠增加身體的切向速度,增加人體繞支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。分析相關(guān)指標(biāo)得出,制動(dòng)角度的增大能減小水平速度的損失,減輕板對(duì)腳踝和膝關(guān)節(jié)的被動(dòng)沖擊力,減少運(yùn)動(dòng)損傷的發(fā)生。除了水平速度和上板制動(dòng)角2個(gè)影響因素外,保持較大的髖角(一般保持在120°~130°)有利于獲得較大的第一騰空的水平速度。
助跑上板是一個(gè)連貫的技術(shù)動(dòng)作,助跑是選擇腳尖稍?xún)?nèi)扣的姿勢(shì)有利于腳掌發(fā)力,自然擺臂重心起伏不能太大以便降低水平速度的損耗。
踏跳時(shí)助跑和第一騰空階段的銜接,是指從雙腳踏上踏板的一瞬間到踏板不在對(duì)人體有作用力,分為上板后的制動(dòng)緩沖階段和積極起跳階段。踏跳階段的主要作用是能量的轉(zhuǎn)換,將助跑獲得的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為第一騰空向上的垂直勢(shì)能,從而得到繞身體額狀軸翻轉(zhuǎn)和繞身體垂直軸轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。現(xiàn)在的運(yùn)動(dòng)員主要采用“搓跺”相結(jié)合的踏板方式,“搓跺”相結(jié)合的踏板方式能夠增加踏跳的制動(dòng)角,增大踏板的彈性勢(shì)能(踏板彈性勢(shì)能的增大能使運(yùn)動(dòng)員獲得更大的垂直速度)。兩腳踏跳的位置應(yīng)在重心投影線(xiàn)的前面,為能量的轉(zhuǎn)化和獲得更大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量創(chuàng)造有利條件。
姚俠文對(duì)我國(guó)優(yōu)秀跳馬運(yùn)動(dòng)員陸斌完成的高質(zhì)量跳馬技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行分析得出,根據(jù)力學(xué)原理可知,人體要獲得更大的向前的翻轉(zhuǎn)力矩,踏跳時(shí)的蹬離角度要小。雖然重心的垂直速度會(huì)受到影響,但是重心的水平速度的損失會(huì)小,這就為運(yùn)動(dòng)員完成下面的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作提供了有利條件。在踏跳階段身體的重心應(yīng)快速地向前移動(dòng),利用快速有力的蹬腿,增大肩、髖、膝、踝等關(guān)節(jié)的角度,以便縮短踏跳的時(shí)間,減少水平速度的損耗。
踏跳階段是整個(gè)跳馬過(guò)程中至關(guān)重要的一個(gè)階段,高質(zhì)量的踏跳使助跑階段獲得的動(dòng)能、踏跳階段獲得的彈性勢(shì)能能夠完美銜接,為第一騰空階段創(chuàng)造有利的條件。這一階段中是通過(guò)人體和器械相互作用來(lái)進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換,所以除運(yùn)動(dòng)員自身的影響因素外,踏跳階段還受踏板這一器械質(zhì)量的影響。隨著跳馬項(xiàng)目中對(duì)器械的調(diào)整,適合運(yùn)動(dòng)員發(fā)揮其最高運(yùn)動(dòng)能力的技術(shù)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變,合理的動(dòng)力學(xué)影響因素也會(huì)改變,踏跳階段的動(dòng)力學(xué)分析也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn),不僅要分析運(yùn)動(dòng)員主體對(duì)動(dòng)作質(zhì)量的影響,也要考慮運(yùn)動(dòng)器械對(duì)動(dòng)作質(zhì)量的影響。
第一騰空階段是指從兩腳踏離踏板到兩手掌撐馬瞬間的身體無(wú)支撐狀態(tài)。第一騰空階段主要是借助于先前兩腳有力的蹬伸,以及踏跳時(shí)踏板給人體的反作用力使重心升高,為后面積極主動(dòng)的“撐馬”階段做好充分的準(zhǔn)備。
通過(guò)觀看比賽視頻和對(duì)專(zhuān)家進(jìn)行訪談得出,“撐馬”時(shí)間越早,第一騰空過(guò)程中的垂直速度損耗量就會(huì)越小,越有利于推手和第二騰空。分析指出,第一騰空動(dòng)作要求快速擺腿,踏跳騰空后加速擺腿使其形成的背弓可以縮短身體翻轉(zhuǎn)的半徑,以便增大身體的翻轉(zhuǎn)角速度,進(jìn)而縮短第一騰空的時(shí)間;同時(shí)利用增大的背弓加大軀干的反彈急振的強(qiáng)度,有利于頂開(kāi)肩角做出強(qiáng)有力的推手,進(jìn)而取得最佳的推手效果。
在跳馬動(dòng)作力學(xué)分析中根據(jù)公式VY=Vy-gt ( t是第一騰空的時(shí)間,Vy是離踏板時(shí)重心的垂直速度,VY是觸馬時(shí)的垂直速度)可以得出,t越小即越早撐馬,則第一騰空獲得的垂直速度損耗就越小,觸馬時(shí)的垂直速度越大越有利于完成推手和第二騰空的動(dòng)作。腳蹬離踏板時(shí)重心的騰起角決定了第一騰空階段的拋物線(xiàn),在空中時(shí)人體的內(nèi)力不能改變重心的拋物線(xiàn)軌跡,但是人體可以通過(guò)肌肉內(nèi)力改變其在空中的姿勢(shì),從而改變?nèi)梭w沿橫軸翻轉(zhuǎn)的速度。根據(jù)力學(xué)原理可知,上肢運(yùn)動(dòng)速度的減小有利于加快下肢的運(yùn)動(dòng)速度,加速下肢的擺動(dòng)獲得更大的翻轉(zhuǎn)速度,使身體能翻轉(zhuǎn)到理想的高度并獲得較完美的“撐馬”的身體姿態(tài)。這就為下面的推手和第二騰空階段的轉(zhuǎn)體創(chuàng)造有利條件。
第一騰空階段的主要任務(wù)就是借助先前雙腳的有利的蹬伸和蹬板的反作用力實(shí)現(xiàn)重心的升高和身體向前的翻轉(zhuǎn)。第一騰空的時(shí)間要短以保證水平速度和垂直速度不會(huì)有太多的耗損,要求快速擺腿從而加快身體的翻轉(zhuǎn)速度。第一騰空階段和推手階段要很好地銜接才能達(dá)到較好的能量間的轉(zhuǎn)換。
推手階段是指在第一騰空階段結(jié)束后雙手支撐跳馬,并利用前3個(gè)階段獲得的能量、跳馬給的反作用力使身體進(jìn)入第二騰空。充分利用推手可以使前幾個(gè)階段獲得的能量充分地進(jìn)行轉(zhuǎn)換,對(duì)完成高質(zhì)量的第二騰空動(dòng)作起到至關(guān)重要的作用。
按照生物力學(xué)規(guī)律對(duì)該階段技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行分析得出,扶馬時(shí)身體重心的位置較高,這對(duì)推手“扒馬”和第二騰空翻轉(zhuǎn)是十分有利的。扶馬瞬時(shí)重心在第一騰空所獲得的水平速度Vx1,一方面轉(zhuǎn)換為重心繞支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的切向速度,另一方面產(chǎn)生重心趨向支撐點(diǎn)的徑向速度,由于人體是在重心上升階段去扶馬,所以此時(shí)重心在第一騰空所獲得的垂直速度Vy1,不僅可以增大重心繞支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的切向速度,而且還產(chǎn)生離心分速度,這便減小了對(duì)肩、肘關(guān)節(jié)的沖擊力,減輕了肩帶肌肉的負(fù)擔(dān),有利于做快速頂肩推馬的動(dòng)作。研究指出,運(yùn)動(dòng)員扶馬時(shí)的角度增大,扶馬時(shí)的重心位置就較高,這在獲得更好的推撐效果的同時(shí)也減少了對(duì)肩帶的負(fù)擔(dān),減少了運(yùn)動(dòng)損傷。扶馬時(shí)身體較高重心位置的支撐姿勢(shì),能減小推撐時(shí)重力的阻力作用,有利于保持較大的初始翻轉(zhuǎn)速度和重心水平速度。可用推撐時(shí)髓角變化率來(lái)衡量推撐效果。
通過(guò)以上的分析可知,在跳馬推手階段,由于反映的是水平速度損失的量與身體翻轉(zhuǎn)角速度增加的量的關(guān)系,其相關(guān)程度更高,且相關(guān)具有極大的可靠性。推離時(shí)重心支撐轉(zhuǎn)動(dòng)角速度與下肢和軀干角速度的相關(guān)分析和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)也表明重心支撐轉(zhuǎn)動(dòng)角速度與身體翻轉(zhuǎn)角速度的相關(guān)程度很低。由圖1可知,快速有力的推手產(chǎn)生了徑向速度Vr,減小了橫向速度Ve。如果在相同的推手時(shí)間內(nèi),經(jīng)向的推手力度越大那么重心獲得的經(jīng)向速度的值也就越大,橫向所受到的力值增大。第二騰空的身體初角速度的值將比扶馬緩沖結(jié)束時(shí)的角速度的值有較大的提高,這對(duì)完成前手翻空翻類(lèi)和帶有轉(zhuǎn)體類(lèi)的動(dòng)作都是十分有利的。
圖1 跳馬推手圖
從兩手推離馬至兩腳落地瞬間的運(yùn)動(dòng)過(guò)程為第二騰空階段, 它是完成動(dòng)作難度和評(píng)定動(dòng)作質(zhì)量的重要階段。第二騰空重心拋物線(xiàn)軌跡先弧形上升,到最高點(diǎn)后弧形下降,第二騰空階段時(shí)間和空間條件都是由前幾個(gè)階段決定的。
跳馬第二騰空決定著跳馬動(dòng)作完成的整體質(zhì)量,是評(píng)判跳馬技術(shù)的主要標(biāo)準(zhǔn),它是前面各技術(shù)階段完成情況的綜合結(jié)果。高質(zhì)量的第二騰空要求較快的翻轉(zhuǎn)角速度,在推離馬進(jìn)入第二騰空瞬間,重心獲得了支撐轉(zhuǎn)動(dòng)速度。在推離角一定的條件下便獲得騰空的垂直速度和水平速度,要獲得較高的高度就必須有較大的垂直速度,垂直速度的增大必然會(huì)影響水平速度的發(fā)揮。為了不影響水平速度的明顯下降,可以在推馬速度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度及其相互比例確定后適當(dāng)?shù)臏p小推離角。
第二騰空階段的技術(shù)是跳馬項(xiàng)目中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié),這個(gè)階段與前面幾個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)系密切。但其關(guān)鍵作用的環(huán)節(jié)還是踏跳和推手階段,此階段身體的上升高度決定了重心的最高點(diǎn)與地面的距離和第二騰空的時(shí)間。第二騰空動(dòng)作技術(shù)完成的質(zhì)量還要受運(yùn)動(dòng)員時(shí)空感覺(jué)的敏感程度以及空中身體姿態(tài)控制程度有很大的關(guān)系。
高質(zhì)量的跳馬技術(shù)要求踏跳階段速度要快,踏跳要有力,重心水平速度較大。第一騰空階段動(dòng)作技術(shù)要求快速擺腿,騰空時(shí)間要短,重心低平向前,使得第一騰空時(shí)垂直水平速度損耗較小有利于推手和第二騰空。推手的一瞬間要快速有力,有利于獲得較大的重心經(jīng)向速度,橫向所受的力加大有利于第二騰空階段增加轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,有利翻滾和轉(zhuǎn)體動(dòng)作的完成。第二騰空技術(shù)是運(yùn)動(dòng)員完成跳馬動(dòng)作的技術(shù),是評(píng)分的主要標(biāo)準(zhǔn)。高質(zhì)量的第二騰空要求有較大的翻轉(zhuǎn)角速度,所以姿態(tài)控制特別重要,團(tuán)身要緊。