前言：我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)f1運動員身體素質(zhì)文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā)，助您在寫作的道路上更上一層樓。
前言：800米是一項以耐力為基礎(chǔ)、速度耐力為核心的次最大強度的競速項目，它跑的技術(shù)有它自己的特點。首先，要求跑起來能保持較快的速度較高和較平穩(wěn)的重心，又要盡可能的輕松省力。目前，各種資料對短跑和長跑的研究都極為詳細，唯獨對800米這一中跑項目的研究還較少。因此，有必要對800米的技術(shù)動作做一些探討。
一、 800米跑的技術(shù)特征
決定速度的因素是步幅和步頻，不同距離的跑對步幅和步頻的要求不盡相同，對800米跑的運動員來說，跑的能力是主要的，跑的技術(shù)動作是第二位的，但在能力相同的情況下，技術(shù)就顯得重要了，要訓(xùn)練出高水平的運動員就必須使運動員掌握一套完整的、正確的技術(shù)動作。當(dāng)前，800米運動員跑的技術(shù)一般分為兩種：第一種是后蹬用力較大，大腿前擺較高，步幅較大，但頻率相對較慢；第二種是后蹬用力較小，腿前擺較低，步幅較小，但頻率相對較快。這兩種跑法從力學(xué)上分析都各有它自己的特點。
人體在跑的過程中，地面對腳的阻力是人體在水平方向上的主要阻力，它對800米跑的成績起著至關(guān)重要的作用，怎樣減少地面對人體水平方向的阻力是我們要探討的主要問題之一，如圖1從生物力學(xué)的角度分析，當(dāng)?shù)孛鎸θ梭w的反作用力大小相同時，即F=F'時，重心較低者，其重心點和著地腳支撐點之間的連線與地面的夾角α就小，將力F正交分解，可知水平方向上的阻力f1=F*cosα，若重心較高，則重心點和著地腳支撐點之間的連線與地面的夾角α’就大，將力F’正交分解，可知F1’=F’*cosα’，因為α’>α，所以cosα’<cosα，則F1>F1’，同時，重心較高，夾角就大，重心就越容易移動過支撐點，從而能夠迅速轉(zhuǎn)入后蹬。
人體是一個統(tǒng)一的整體，一個環(huán)節(jié)的動作勢必對其他環(huán)節(jié)的動作產(chǎn)生影響，在跑的過程中采用頻率相對較慢，步幅較大，前擺較高，后蹬用力這種跑的姿勢，這要求運動員后蹬有力，加大擺腿的幅度，為了使身體能夠協(xié)調(diào)運動，必然的要加大擺臂，在肘關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)角度不變的情況下，加大擺臂和擺腿的幅度都將使運動環(huán)節(jié)的用力部分距身體重心較遠，增加了能量的消耗，加大后蹬力度，要求蹬地時髖，膝，踝充分蹬直，這樣跑起來速度比較快，但人體的后蹬，擺臂，擺腿過程中都過多地消耗了能量，在較短時間和較短距離內(nèi)就會產(chǎn)生疲勞，況且增大步幅，將減小支撐腳與地面的夾角，造成人體水平方向上的阻力的增大，因此從跑的經(jīng)濟性方面來考慮，它并不是最理想的；若采用快頻率，小步幅，前擺較低，后蹬用力小這種跑的技術(shù)，雖然在相同的距離內(nèi)，需要跑比較多的步數(shù)，但步幅小，對后蹬的要求并不那么嚴格，后蹬時髖，膝，踝不必完全蹬直就可過渡到下一步，而且重心高，身體比較平穩(wěn)，重心上下波動的幅度小，減小了跑的過程中不必要的耗能，重心高，支撐腳與地面的夾角就大，減小了地面對人體的水平阻力，達到了經(jīng)濟性和實效性的原則。
800米在跑的過程中對身體素質(zhì)的要求很高，應(yīng)采用大量的身體素質(zhì)的練習(xí)手段，如臥推，兩頭蹺，俯臥撐等加強手臂，腹肌，胸大肌等肌肉的力量；同時，在做小步跑，高抬腿，后蹬跑等輔助練習(xí)時，應(yīng)強調(diào)動作的頻率，在訓(xùn)練中有意識地培養(yǎng)運動員的節(jié)奏感、速度感，提高在短時間內(nèi)對自身狀態(tài)的調(diào)節(jié)能力。
二、 800米跑的能量供應(yīng)特征
800米跑是競速項目，對神經(jīng)細胞機能的影響很大，大腦皮質(zhì)細胞很快疲勞，工作能力下降，不能長時間繼續(xù)高速運動，這就要求中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有較大的機能穩(wěn)定性，才能保持在較長的時間內(nèi)發(fā)出高頻沖動。提高人體在單位時間內(nèi)快速位移能力，它取決于兩個基本途徑：第一是提高運動員的力量；第二是重復(fù)跑的能力。由于800米跑的過程中，65%的能量是由乳酸系統(tǒng)供給的，跑完全程后，血乳酸可達到250毫克%，因此，800米跑是人體內(nèi)乳酸大量堆積的情況下，肌肉仍以次最大強度進行工作的，所以這就要求運動員必須具備完善的專項身體素質(zhì)，而且更重要的是發(fā)展在疲勞和乳酸大量堆積的情況下，繼續(xù)保持次最大強度工作能力，因此800米跑運動員的專項力量不是單純的速度力量和力量耐力，而是兩者皆有的速度耐力性力量，訓(xùn)練時應(yīng)有針對性地選擇訓(xùn)練方法和手段。
a、擇較長時間，較長距離的跑與跳的交替練習(xí)
b、采用中等重量的重復(fù)練習(xí)
c、采用加大困難條件的跑、跳練習(xí)，如拉重物跑，上坡跑。
800米在跑的過程中，磷酸原系統(tǒng)供能占30%，乳酸系統(tǒng)供能占65%，有氧化謝供能占5%，因此在劇烈的800米運動中，所消耗的能量的來源主要是靠三磷酸腺苷的分解與再合成來提供，而這種再合成是在肌肉連續(xù)兩次收縮之間，即在肌肉放松的時間內(nèi)進行的。要想使人體快速用力跑完全程，就必須使不該用力的肌肉得到充分地放松、協(xié)調(diào)。運動生物力學(xué)告訴我們，不參與工作的肌肉及時放松能減少有機體的負擔(dān)，因此跑的過程中，應(yīng)注意對抗肌的放松，積極放松不參與工作的肌肉。運動后的放松恢復(fù)做為運動訓(xùn)練的一個有機組成部分，對于保證訓(xùn)練質(zhì)量和提高運動成績有著不可忽視的作用，因此，運動后的放松是運動員訓(xùn)練后盡快恢復(fù)體力的有效途徑之一。
三、 小結(jié)
從以上分析可知，800米跑的過程中能量供應(yīng)的主要來源是乳酸系統(tǒng)供能，速度耐力性力量是800米跑運動員的專項力量，在跑的技術(shù)方面采用高頻率，小步幅，高重心的技術(shù)能有效地減少外周對人體在水平方向上的阻力，有利于提高800米跑運動員的成績。
四、 參考文獻
關(guān)鍵詞:CUBA運動員;主成分分析;綜合評價
中圖分類號:G841.2
文獻標識碼:A
文章編號 :1007-3612(2010)02-0138-04
Analysis and Comprehensive Evaluation of Specific Sports Functio n Principal Component for the CUBA Male Players
HUANG Xiaobuo1,HE Jiangchuan2
(1.Development of PE,Guangxi University,Nanning 530003,Guang xi China;2.School of Sports and Health, Guangxi University for National ities, Nanning 530006,Guangxi China)
Abstract: By using spot investigation of the CUBA 15 high-level basketball male
players in Guangxi University, three principal components had been extracted fro m eight indicators: the quality of speed endurance,the quality of speed agility , and the quality of jumping. Their eigenvalue got more than one, and the cumula tive contribution rate is 76.962%. Based on the normal distribution theory, I de velop five criteria of the comprehensive evaluation of Specific Sports Function Principal Component for the CUBA Male Players. Research suggests that: principal component analysis can fully reflect the characteristics of CUBA specific princ ipal function, and comprehensive evaluation model can provide diversification re search for event-group training.
Key words: CUBA athlete; principal component analysis; comprehensive eva luation
運動機能是一個復(fù)合的概念,對特定對象的機能研究必須從多因素、多層面著手。本文 根據(jù)十幾年來的訓(xùn)練和比賽經(jīng)驗,針對現(xiàn)代籃球運動的特點、現(xiàn)狀和趨勢,采用主成分分析法 (Factor analysis)對專項運動機能因子結(jié)構(gòu)進行探討,提取影響運動機能的主成分,解 釋主成分的含義,建立專項運動機能主成分結(jié)構(gòu)綜合評價模型,以期達到對運動訓(xùn)練負荷的 有效控制,為CUBA運動隊訓(xùn)練提供理論依據(jù)。
1 研究對象與方法
1.1 研究對象 以CUBA男籃專項運動機能主成分為研究對象 。以廣西大學(xué)15名高水平男子籃球運動員為測試對象。
1.2 研究方法
1.2.1 測試時間 樣本測試時間為2009年8月26日。
1.2.2 測試指標及方法
測試時嚴格按照設(shè)計要求進行數(shù)據(jù)的取樣和錄入:5 m三向折返跑 、半場三角形跑、原地縱跳摸高、1 min屈膝仰臥起坐、多組全場變距折返跑、400 m跑、32 00 m跑、連續(xù)三次縱跳摸籃板。
1.2.3 設(shè)計及統(tǒng)計學(xué)分析 在SPSS13.0for windows進行描述統(tǒng)計 、推斷統(tǒng)計和研究統(tǒng)計分析。
2 專項力量主成分分析
為了便于觀測樣本的基本情況,對廣西大學(xué)15名高水平男子籃球運動員2009年8月26日 測試8項原始測試指標進行描述統(tǒng)計(表1)。
表1 廣西大學(xué)15名高水平男子籃球運動員運動機能描述統(tǒng)計結(jié)果分 析
指標N ValidMini mumMaximumMeanStd. Deviation5 m三向折返滑步157.108.678.1 5870.44 351半場三角形跑159.0710.439.7 2330.40 842三組全場變距折返跑1527.5538.2432.2 3912.94 789助跑單腿起跳摸高15295.00337.00321.4 66711.26 224連續(xù)三次縱跳摸籃板151.962.802.3 4270.24 8841 min屈膝仰臥起坐1541.0060.0049.2 0004.26 280400 m跑1569.0094.0081.7 3337.40 1423 200 m跑15825.00967.00906.4 00042.40 249
樣本的巴特萊特球度檢驗(Bartlett.sTest), 從檢驗整個相關(guān)矩陣出發(fā),其零假設(shè)為相關(guān)矩陣是單位陣,如果不能拒絕該假設(shè)的話,應(yīng)該重 新考慮因子分析的使用。取樣適當(dāng)性的
投稿日期:2009-10-22
基金項目:廣西哲學(xué)社會科學(xué)“十一五”規(guī)劃2008年度研究項目(項目 批準號:08FTY003)。
作者簡介:黃小波,副教授,研究方向高校體育教學(xué)與訓(xùn)練。通訊作者 :何江川。 Kaiser-Meyer-Olkin度量(KMO)是用于衡量一組變量的相關(guān)程度的,其值介于0～1之間,當(dāng)整 體上偏相關(guān)系數(shù)平方和相對于相關(guān)系數(shù)平方和較小時 ,KMO值接近于1,表明觀測變量適合作因子分析,反之,則不適合作因子分析。樣本經(jīng)機輸出, 巴特萊特球度檢驗結(jié)果見表2。
表2經(jīng)KMO抽樣與Bartlett球形檢驗表明:KMO抽樣適度測定值為0.686,此值大于0.5,Bartl ett球形檢驗值為51.782,P(Sig.=0.04)
表2 KMO抽樣適度測定值與Bartlett球形檢驗
取樣足夠度的 Kaise r-Meyer-Olkin 度量0.686Bartlett 的球形度檢驗近似卡方51.782df28Sig.0.004表3 相關(guān)系數(shù)矩陣
指標5 m 三向折返滑步半場三角形跑三組全場變距折返跑助跑單腿起跳摸高連續(xù)三次縱跳摸籃板1 min屈膝仰臥起坐400 m跑3 200 m跑5 m三向折返滑步10.807**0.0980.3960.2710.1550.0 57-0.191半場三角形跑0.807**10.1000.1710.4060.3250.083 -0.072三組全場變距折返跑0.0980.10010.0020.395-0.4130.865 **0.288助跑單腿起跳摸高0.3960.1710.00210.627*0.2050.058-0.181連續(xù)三次縱跳摸籃板0.2710.4060.3950.627*10.1200.459 0.1781 min屈膝仰臥起坐0.1550.325-0.4130.2050.1201-0.388-0.396400 m跑0.0570.0830.865**0.0580.459-0.38810 .3723 200 m跑-0.191-0.0720.288-0.1810.178-0.3960.372 1
從表3看,8項專項運動機能指 標之間相關(guān)性比較高,指標之間有一定的相關(guān)性,是主成分分析的前提條件。為了解決多重共 線性問題,采用降維思想,從8項專項尋找4個具有共同影響專項運動機能主要成分,來 分清哪些專項訓(xùn)練組合對專項運動機能影響程度,利于訓(xùn)練科學(xué)合理安排。 經(jīng)對測試 數(shù)據(jù)主成分分析,計算得出特征值、成份貢獻率和累計貢獻率(表4),碎石圖(圖1)及成份 載荷矩陣(表5)。
表4 特征值貢獻率及累計貢獻率
ComponentTot al% of VarianceCumulative%12.66333.28733.28722.42630.32063.60731.06813.35576.96240.7679.58486.54550.6608.25394.79960.2423.02697.82570.1241.55299.37780.0500.623100.000圖1 成分碎石圖
成分碎石圖1是按特征值大小排序的散點圖,可以看到從第4個主成分特征值都比較低, 該圖從一個側(cè)面說明只需提取3個主成分即可。從表4知前3個主成分的特征值>1,累計貢獻 率76.962%。綜合表4及圖1成分碎石圖,影響籃球?qū)ｍ椷\動機能是由3個主成分構(gòu)成,這3個 主成分各代表什么含義,又代表什么訓(xùn)練特點。為了進一步了解4個主成分的含義,3個主成 分與8項專項力量項目經(jīng)方差最大正交旋轉(zhuǎn)后得因子載荷矩陣和旋轉(zhuǎn)空間成分圖(圖2)。結(jié) 果見表5、圖2。
表5 旋轉(zhuǎn)成份矩陣
Component1
2
35 m三向折返滑步-0.0600.9060.184半場三角形跑-0.0250.9510.128三組全場變距折返跑0.8650.1580.177助跑單腿起跳摸高-0.1640.1080.900連續(xù)三次縱跳摸籃板0.3050.2430.839 1 min屈膝仰臥起坐-0.6760.2440.269400 m跑0.8770.1040.2583 200 m跑0.635-0.150-0.082圖2
旋轉(zhuǎn)后的各主成分對應(yīng)的載荷矩陣稱為旋轉(zhuǎn)后的成份載荷矩陣。表5給出3個主成分與8 個專項項目的載荷,這些載荷也恰好是它們的相關(guān)系數(shù),通過相關(guān)系數(shù)可以了解專項力 量與主成分之間的依賴程度。據(jù)表5、圖2結(jié)果統(tǒng)計分析提示:三組全場變距折返跑、400 m 跑 與第1主成分具有高度相關(guān),系數(shù)>0.85,而恰好這2項是反映籃球運動對 跑的速度耐力和方向的變換需要,因此,第1主成分的含義可以解釋為速度耐力素質(zhì);5 m三 向折返滑步、半場三角形跑可與第2主成分具有較高的載荷,分別為0.906和0.951,是反映 出運動員反應(yīng)速度、動作速度、位移速度、移動變化速度和靈敏性, 因此,第2主成分的含 義可以解釋為速度靈敏素質(zhì)。助跑單腿起跳摸高、連續(xù)三次縱跳摸籃板與第3主成分具有高 度關(guān)聯(lián),是反映運動員在籃球運動中起跳速度對搶籃板球和封蓋尤其重要,同樣的高度誰 先到達誰就占優(yōu)勢,特別是搶籃板球的連續(xù)起跳,更加體現(xiàn)出連續(xù)起跳的能力。因此,可以 把第3主成分的含義可以解釋為彈跳素質(zhì)。為了獲得更多主成分的含義,在旋轉(zhuǎn)后的成分載 荷矩陣基礎(chǔ)上,計算每個運動員的主成分系數(shù),也就是主成分的得分。經(jīng)輸出得主成分得分 系數(shù)矩陣(表6)。
表6 因子得分系數(shù)矩陣
Component1
2
3X1 5 m三向折返滑步-0.0030.514-0.107X2 半場三角形跑0.0170.558-0.160X3 三組全場變距折返跑0.3460.0850.019X4 助跑單腿起跳摸高-0.128-0.1760.607X5 連續(xù)三次縱跳摸籃板0.073-0.0580.496X6 1 min屈膝仰臥起坐-0.2850.0550.171X7 400
m跑0.3430.0300.089X8 3 200 m跑0.259-0.047-0.063
根據(jù)表6分析得到以下3個主成分得分標準化線性組合估計式:F1=-0.003X1+0.017X2+0.346X3-0.128X4+0.073X5-0.285X6+0.343X7-0.25 9X8(1)
F2=0.514X1+0.558X2+0.085X3-0.176X4-0.058X5+0.55X6+0.3X7-0.47X8 (2)
F3=-0.107X1-0.16X2+0.019X3+0.607X4+0.496X5+0.171X6+0.089X7-0.063 X8(3)
3 綜合評價方法及標準的建立
CUBA男子運動員專項運動機能綜合評價方法的建立,屬多指標研究,為了能全面反映運 動員專項運動機能特征,提高綜合評價模型的應(yīng)用性。根據(jù)上述對CUBA男籃專項運動機能主 成分結(jié)果分析,結(jié)合現(xiàn)代籃球運動的特點、現(xiàn)狀和趨勢和對專家、教授和CUBA教練員的咨詢 。認為現(xiàn)代籃球運動的技術(shù)越來越高超,戰(zhàn)術(shù)變化越來越快,專項身體素質(zhì)是完成技、戰(zhàn)術(shù) 的基礎(chǔ)。本研究采用對三個主成分結(jié)構(gòu)概率分布5級評價度量的建立,在此基礎(chǔ)上建立CUBA 男子運動員專項運動機能綜合評價體系模型。
3.1 原變量及主成分概率分布評價標準的建立
據(jù)表1、表6的分析結(jié)果可知廣西大學(xué)15名高水平男子籃球運動員運動機能8項指標基本 服從正態(tài)分布。依據(jù)正態(tài)分布區(qū)間估計原理,第一,做8項指標連續(xù)變量的概率分布,制定C UBA男籃8項專項運動機能5級評價標準區(qū)間,結(jié)果見表7。其次從專項力量主成分分析結(jié)果得 到3個主成分得分標準化線性組合(公式1、2、3),制定CUBA男籃專項運動機能成分結(jié)構(gòu)( 速度耐力素質(zhì)、速度靈敏素質(zhì)、彈跳素質(zhì))5級評價標準區(qū)間(見8)。表7 CUBA男籃專項運動機能8項指標變量等級評價標準
優(yōu)秀優(yōu)良良好一般較差5 m三向折返滑步/s≤7.86(7.86,8.17)(8.17,8.31)(8.31,8.5 6)>8.56半場三角形跑/s≤9.17(9.17,9.69)(9.69,9.88)(9.88,10.0 3)>10.03三組全場變距折返跑/s≤29.85(29.85,31.03)(31.03,32.94) (32.94,35.28)>35.28助跑單腿起跳摸高/cm≥330.8(327.0,330.8)(318.80,327)( 318.80,314.2)2.611 min屈膝仰臥起坐/次≥51(49,51)(48,49)(46,48)87.83 200 m跑/s≤863.4(863.4,896.2)(896.2,925.8)(925.8,9 46.2)>946.2表8 CUBA男籃專項運動機能成份等級評價標準
優(yōu)秀優(yōu)良良好一般較差速度耐力素質(zhì)(F1)≥0.9 163(0.4 059,0.9 163)(-0.0 762,0.4 059) (-1.2 320,-0.0 762)
從表10清晰看 出專項運動機能結(jié)構(gòu)各成分得分,專項素質(zhì)綜合得分越高表明該運動員更具備高水平員專項 特征。通過對在廣西大學(xué)2008年、2009年高水平運動員招生考試內(nèi)容增加運動員形態(tài)結(jié)構(gòu)評 價以及平時專項運動機能的訓(xùn)練,都取得非常好的效果。
表9 CUBA男籃專項運動機能綜合評價等級
很均衡均衡基本均衡不均衡綜合評定等級≥5.5 748(2.1 835,5.5 748)(-6.6 275,2.1 835)≤-6 .6 275
4 結(jié) 論
1) 綜上所述,影響CUBA男籃專項運動機能的主要成分是速度耐力素質(zhì)、速度靈敏素質(zhì) 、彈跳素質(zhì)。3個主成分的特征值>1,累計貢獻率76.962%。對專項運動機能的影響權(quán)重分 別為K1=0.4 325 158 356、K2=0.3 940 230 632、K3=0.1 734 611 012。
表10 CUBA男籃專項運動機能得分
速度耐力素質(zhì)速度靈敏素質(zhì)彈跳素質(zhì)專項素質(zhì)綜合得分專項素質(zhì)
綜合評價李××1.27 3440.99 092-1.95 0806.028 404很均衡黃××-0.60 340-1.91 335-0.74 902-11.4 481不均衡狄××1.43 2560.46 260-0.82 5756.586 445很均衡張××0.02 073-1.64 234-0.14 182-6.62 754基本均衡何××-0.14 0941.03 417-0.48 5772.622 659均衡陸××-1.26 0700.94 314-1.08 568-3.61 977基本均衡莫××0.05 733-1.40 507-0.97 862-6.98 586不均衡楊××0.97 3510.05 1060.68 1915.594 622很均衡王××-1.31 810-0.53 9800.14 804-7.57 114不均衡蒙××-2.12 4701.30 0080.25 282-3.6 285基本均衡顧××0.51 3590.54 0570.62 5465.436 258均衡韋××-0.30 544-0.03 4231.02 5390.322 702基本均衡王××0.35 269-0.14 5490.70 9862.183 507基本均衡梁××0.44 1510.45 2651.05 9775.531 435均衡呂××0.68 790-0.09 4911.71 4215.574 797很均衡
2) 第1主成分反映出籃球運動員對跑的速度耐力和方向的變換需要的能力;第2主成分 反映出運動員反應(yīng)速度、動作速度、位移速度、移動變化速度和靈敏性;第3主成分反映運 動員的在籃球運動中起跳速度對搶籃板球的連續(xù)起跳和封蓋能力。
3) 本研究制定出綜合評價方法是應(yīng)用主成分分析方法能消除多重共線性后,用較少的綜 合變量進行回歸,使問題簡化。能清晰看出專項運動機能結(jié)構(gòu)各成分得分,專項素質(zhì)綜合得 分越高表明該運動員更具備高水平員專項特征。對評價以及平時專項運動機能的訓(xùn)練,具有 非常好的效果。目前我國各地重點高等院校均組建CUBA運動隊,本研究理論與方法從理論到 實踐對CUBA運動隊訓(xùn)練提供了理論研究依據(jù)。
參考文獻:
[1] 李志輝,等.SPSS統(tǒng)計分析教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005,2:36 6-376.
[2] 何江川,等.龍舟運動員陸上專項力量與劃水功率因子回歸分析[J].北京體育大學(xué) 學(xué)報,2009,32(3).
[3] 徐元洪,等.我國大學(xué)生女子籃球運動員專項身體素質(zhì)評價方法的研究[J].北京體 育大學(xué)學(xué)報,2007,30(7).
[4] 李一玉,等.廣西高校高水平游泳運動員身體形態(tài)結(jié)構(gòu)因子分析[J].中國組織工程 研究與臨床康復(fù),2009(31).
關(guān)鍵詞：競技健美操；直角支撐；運動生物力學(xué)
中圖分類號：G831.3文獻標識碼：A文章編號：1007-3612(2007)06-0863-03
Sports Biomechanics Analysis of Lsupport Double Turn in Competitive Aerobic Gymnastics
HAN Chunying1, HAN Jia2
(1. Aerobic Gymnastics Section, Physical Education College, Xinjiang Normal University, Urumqi 830053, Xinjiang, China;
2. Physical Education Department, Shanghai University of Sports, Shanghai 200438, China)
Abstract:By means of threedimensional highspeed shooting and digitization and electromyography, the experiment researched the technique of Lsupport double turn and obtained sports biomechanics parameters of Chinese elite aerobic gymnastic athletes, in order to definite the technical structure and characteristics of the movement at this difficulty level, find out athletes' unreasonable techniques, provide referential information for better training, and provide academic and practical references for gymnasts to execute this movement in high performance in international tournaments.
Key words: competitive aerobic gymnastics; Lsupport; sports biomechanics
難度動作是競技健美操一個重要組成部分，對難度動作的研究必然是健美操研究中的一項重要課題，而用運動生物力學(xué)的方法對難度動作進行研究，對于明確難度動作的技術(shù)結(jié)構(gòu)、特征，發(fā)現(xiàn)運動員完成動作過程中不合理的動作技術(shù)，為運動員和教練員提出技術(shù)改進的參考性意見等方面都能起到重要的作用。
1 研究對象和方法
1.1 研究對象 別蓁蓁，連續(xù)3年全國健美操錦標賽、冠軍賽、精英賽女子單人操冠軍，健美操世界錦標賽女子單人操第22名，國家級運動健將。
1.2 研究方法
1.2.1 影片解析系統(tǒng)圖像解析法 使用兩臺JVC9800高速攝像機，主光軸正交，以100幀/秒的拍攝頻率，拍攝圖像資料，并用TJ-MOTION三維圖像解析系統(tǒng)進行圖像解析，獲得有關(guān)運動學(xué)的參數(shù)。
1.2.2 肌電測試 使用芬蘭產(chǎn)ME3000 P4肌電測試儀，以1000HZ的采樣頻率，采集各組難度動作選定分析的各塊肌肉的肌電活動信號，并用MEGAWIN2.0軟件對原始肌電信號進行處理、分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 直角支撐轉(zhuǎn)體720°的力學(xué)結(jié)構(gòu)特征 直角支撐轉(zhuǎn)體720°是一個以兩只手交替為圓心（支撐點），以腳尖到支撐點的距離為半徑的周期性圓周運動。各運動周期規(guī)律相似，研究其中一個周期的力學(xué)技術(shù)特點，就能近似的知道整個運動過程的技術(shù)規(guī)律。明確直角支撐轉(zhuǎn)體720°的力學(xué)結(jié)構(gòu)特征，對于分析該動作的技術(shù)特點以及肌肉用力工作情況，有著重要的意義。
圖1所示L為轉(zhuǎn)動半徑，轉(zhuǎn)動半徑越大，轉(zhuǎn)動慣量也隨之變大，轉(zhuǎn)動就越困難。在腿長一定的時候，如果想要減小轉(zhuǎn)動半徑，唯一的方法就是臀部后撤，使折體角θ減小。其后果是含胸、弓背，導(dǎo)致減分，這種情況在很多運動員身上發(fā)生。高質(zhì)量完成這個動作則要求運動員應(yīng)保持上體正直，髖部前送，使身體和支撐手臂在一個平面內(nèi)，同時折體角θ控制在90°。圖5是直角支撐從準備階段到轉(zhuǎn)動開始力的分析示意圖。我們可以將推動瞬間的力分解為與轉(zhuǎn)動方向相切的力F1，和沿著推動手臂的力F2，F(xiàn)2又可以被分解成指向圓心的力C1，和與地面垂直的力C。對于這個動作，關(guān)鍵參數(shù)是切向力F1和法向力C1。
根據(jù)牛頓運動定律F=ma，如果知道手在推離地面瞬間的加速度，帶入相應(yīng)的環(huán)節(jié)質(zhì)量，F(xiàn)1就能清楚的反應(yīng)出來。推離手一旦離開地面以后，整個人體就可以看作是圍繞以支撐點為圓心的圓周運動，根據(jù)F=mv2/R，向心力C1也能求得出。其中F1的大小決定著轉(zhuǎn)動是否能順利完成，而C1大小決定是否有足夠的力能使身體重心移至以另外一只手為圓心的支撐面內(nèi)。這兩個力對于動作的完成至關(guān)重要，知道這兩個力的大小，就可以診斷運動員不能完成這個動作是力量不夠或是其他原因，對于指導(dǎo)運動員的訓(xùn)練有著非常重要的意義。
2.2 直角支撐轉(zhuǎn)體720°的運動學(xué)分析 從表1，運動員完成這個動作共耗時3.0 s，第一個180°轉(zhuǎn)體耗時0.76 s，轉(zhuǎn)動角速度為4.08 r/s，第二個轉(zhuǎn)體180°耗時0.72 s，轉(zhuǎn)動角速度為4.30 r/s，第三個180°轉(zhuǎn)體耗時0.69 s，轉(zhuǎn)動角速度為4.55 r/s，第四個180°轉(zhuǎn)體耗時0.81 s，轉(zhuǎn)動角速度為3.88 r/s。可見整個轉(zhuǎn)體過程是先加速、后減速的運動，在第三個180°轉(zhuǎn)體時達到最大的角速度，通過最后的一個180°轉(zhuǎn)體完成減速過程。
圖3 直角支撐轉(zhuǎn)體720°的重心位移曲線圖圖3表明：直角支撐轉(zhuǎn)體過程中，身體重心在0.27 m和0.30 m之間小范圍內(nèi)變化。隨著時間推移，重心上下波動的情況加劇，有可能是因為體力下降，技術(shù)發(fā)揮不夠穩(wěn)定造成的。
對于直角支撐轉(zhuǎn)體720°，判斷其完成質(zhì)量優(yōu)劣的最關(guān)鍵的一個因素就是折體角的大小。剛才已經(jīng)分析過，完成質(zhì)量好的選手，折體角應(yīng)該很接近90°。而通過運動學(xué)解析得到的運動員折體角度為圖4所示：
從圖4中可以看出：運動員在完成這個難度的過程中，折體角在45.33°和79.67°之間變化，說明運動員完成動作的質(zhì)量還并不高。折體角還不夠穩(wěn)定，也還沒有達到90°的標準，還出現(xiàn)“臀部后縮”的現(xiàn)象，會被減分，提示我們在訓(xùn)練中還要加強運動員身體姿態(tài)的控制練習(xí)，不能只求難度，不求質(zhì)量。
2.3 直角支撐轉(zhuǎn)體720°的動力學(xué)分析 在整個動作的平均肌電圖中，作三個標記點：1代表動作開始，2為轉(zhuǎn)體180°時刻，3是轉(zhuǎn)體360°時刻，4為轉(zhuǎn)體540°時刻，5為動作結(jié)束（圖8）。圖5中第一道（綠色）為左腹直肌肌電信號，第二道（紅色）為左股直肌肌電信號，第三道（藍色）是右腹直肌肌電信號，第四道（紫色）為右股直肌肌電信號。
我們對四個階段分別進行肌電活動基本結(jié)果的運算，并將得到的平均肌電水平數(shù)據(jù)繪制成圖表，見圖6：
從圖6我們可以看出以下4個現(xiàn)象
1) 雖然各階段、各塊肌肉的平均肌電水平都有差異，但是整體的表現(xiàn)和大小順序還是比較固定的：左腹直肌平均肌電最小，主要集中在82～123uv之間，其次是右腹直肌，主要集中在89～136uv之間，再次是左股直肌，集中在165～246uv的范圍內(nèi)，最大的是右股直肌，大都在340uv以上。
2) 股直肌的平均肌電水平高于腹直肌，尤其是右側(cè)，有時股直肌的平均肌電水平達到腹直肌的四倍以上。這與我們平常認為“做直角支撐的時候應(yīng)該是腹直肌用力比較多”的觀念相悖。產(chǎn)生這種情況可能有以下幾個原因：
①腹部脂肪比大腿要厚一些，這會對表面肌電信號的采集造成一定的影響；
②從各塊肌肉功能來看，腹直肌主要是使軀干和大腿產(chǎn)生相向運動。當(dāng)做直角支撐的時候，要使腿部抬離地面，腹直肌用力是必然的，但是參與這個動作的還有髂腰肌和股直肌。尤其是股直肌，除了完成這個任務(wù)以外，它還有另外一項最主要的功能就是讓膝關(guān)節(jié)伸直，不能接觸地面，而且整個過程肌肉都要保持緊張。
③也是最有可能的一點，是因為在做這個動作的時候，運動員由于腹肌力量不足，而產(chǎn)生了臀部后縮的動作變形，導(dǎo)致本來應(yīng)該由腹直肌承擔(dān)的負荷轉(zhuǎn)移到了股直肌上的現(xiàn)象。
3) 同類型的肌肉，右側(cè)要比左側(cè)的平均肌電水平高。導(dǎo)致這種結(jié)果可能有以下三種情況：
①與運動員平常的訓(xùn)練有關(guān)。如果在平常的訓(xùn)練當(dāng)中經(jīng)常做右腿股直肌的練習(xí)，或者有右腿難度動作習(xí)慣的運動員，這個部位的肌纖維就相對比較粗，力量也比較強，肌電水平也高。
②與該難度動作技術(shù)特點有關(guān)。直角支撐轉(zhuǎn)體720°是一個向左轉(zhuǎn)動的動作。右手主動發(fā)力推地面，使身體重心落在左手的支撐面內(nèi)，身體各環(huán)節(jié)圍繞以左手和左肩關(guān)節(jié)連線為軸的圓周運動。當(dāng)右手在推進過程中，右側(cè)的相關(guān)肌群會有一個協(xié)同用力的動作，致使右側(cè)肌肉的放電水平增高。
③也是最有可能的一點是和運動員不良運動技術(shù)有關(guān)。運動員因為左側(cè)肌肉力量太差，但是為了完成這個動作，往往投機取巧，把左腳搭靠在右腳上，把左腿的重力人為地分配在右腿上。有時這樣的小動作，很難被發(fā)現(xiàn)，但是肌電信號很明顯的反映出右側(cè)肌電水平比較高的現(xiàn)象。
4) 根據(jù)圖表1中的線性趨勢線，我們發(fā)現(xiàn)隨著動作的進行，股直肌的肌電水平表現(xiàn)出下降的趨勢，而腹直肌的肌電水平卻有小幅度升高的趨勢。
從圖7我們很容易看出四塊肌肉的積分肌電值，左腹直肌最小為336uvs，右股直肌最大為1118uvs，占整個過程的46%。同時我們也看到兩塊股直肌是主要用力的肌群，他們的積分肌電在總的肌電值中，占71%。
圖8顯示左右側(cè)肌群的荷載分布情況，右側(cè)積分肌電值為1495uvs，占總體的60.9%，其貢獻率最大。
3 結(jié)論與建議
通過肌電信號的處理和分析以及運動學(xué)解析，我們發(fā)現(xiàn)對于直角支撐轉(zhuǎn)體720°，運動員在完成這個動作共耗時3.0 s，整個轉(zhuǎn)體過程是先加速、后減速的運動;身體重心在0.27 m和0.30 m之間小范圍內(nèi)變化，隨著時間推移，重心上下波動的情況加劇，說明運動員在技術(shù)發(fā)揮和肌肉的耐久性方面還有待提高。直角支撐轉(zhuǎn)體720°要求整個過程中保持上體正直，軀干和大腿的夾角應(yīng)該穩(wěn)定在90°。而運動員完成動作的質(zhì)量、身體姿態(tài)都距離規(guī)則上要求的標準還相差一定的距離。尤其是折體角在45.33°至79.67°之間變化，差值達34.34°，波動很大，出現(xiàn)了“臀部后縮”的現(xiàn)象，導(dǎo)致本來應(yīng)該由腹直肌承擔(dān)的荷載轉(zhuǎn)移到右股直肌承擔(dān)，表現(xiàn)在肌電圖中的情況為：股直肌平均肌電值很高（平均為260uv），而腹直肌平均肌電水平較低（平均為108uv）的現(xiàn)象。提示我們在訓(xùn)練中應(yīng)該對運動員身體姿態(tài)提出較高的要求，同時加強運動員腹直肌的練習(xí)，以提高這個動作的完成質(zhì)量。
同時，對于直角支撐轉(zhuǎn)體720°這個應(yīng)該左右肢平衡用力的動作，應(yīng)雙腿并攏，兩條腿均衡用力完成動作。但是肌電圖表現(xiàn)明顯的左右側(cè)不對稱的現(xiàn)象，說明運動員很可能已經(jīng)出現(xiàn)了左右側(cè)肌肉力量訓(xùn)練不均衡的情況，或者運動員在完成動作時，出現(xiàn)了例如把左腳搭在右腳上才能完成動作的不良動作習(xí)慣，這樣勢必對運動員身體素質(zhì)的全面發(fā)展，和準確掌握動作技術(shù)造成不良影響，應(yīng)該予以及時的糾正。
參考文獻：
[1] 韓甲.運動生物力學(xué)在競技健美操中的應(yīng)用初探[D]．十一屆全國運動生物力學(xué)大會論文集，2002，10.
[2] 國際體操聯(lián)合會健美操競賽規(guī)則（2005-2008）.
[3] 盧德明.運動生物力學(xué)測量方法[M].北京：北京體育大學(xué)出版社，2001，5.
[4] 劉卉.三維攝影（攝像）解析中人體關(guān)節(jié)角度計算方法[D]．十一屆全國運動生物力學(xué)大會論文集，2002，10.