第一篇：李娅高低杠分腿前空翻再握杠的运动学分析
李娅高低杠分腿前空翻再握杠的运动学分析
时间：2005-4-29 15:36:06 作者：陈莉,姚侠文 来源：《体操信息》，2005年第4期
一、概述
高低杠一直是我国女子体操的优势项目。1979年以来，我国优秀运动员马艳红、樊迪、陆莉、罗丽、毕文静、凌洁在世界体操大赛上共夺得7次高低杠世界冠军。我国高低杠能在世界体操舞台上保持优势地位的一个最重要的法宝是不断的创新和加难动作。马艳红等6名高低杠世界冠军都有自己的创新和“绝招”动作。反吊系列的难新动作是由我国运动员创新的，我国在这一领域一直保持领先地位。反吊分腿前空翻再握杠是由我国优秀运动员陆莉在世界体操大赛上首先使用的，陆莉并夺得1992年巴赛罗娜奥运会高低杠冠军。自此之后我国许多优秀运动员都使用了这个动作，到目前为止该动作仍然是高难度“飞行”动作之一，也是我国许多优秀运动员高低杠成套的核心内容之一。与外国运动员相比，我国运动员在这类动作上占有优势，同时该动作还有较大的发展潜力和发展空间。在此动作基础上还可以发展反吊直体前空翻及转体360°再握杠等动作。因此有必要加强反吊分腿前空翻这个高层次的基础性动作的研究。
本文研究的是李娅反吊分腿前空翻再握动作，是在2004年苏州全国体操锦标赛上拍摄的，她当时在高低杠决赛中技压群芳夺得该项目桂冠，后来又在2004年雅典奥运会高低杠决赛中使用了这个动作，并获得第5名。这说明李娅完成的这个动作质量比较高，具有观赏价值和研究价值。
本文通过对李娅反吊分腿前空翻再握动作的运动学分析，揭示该动作的运动学规律和技术性特点，为我国年轻的运动员发展和改进此类动作提供理论依据和技术参数，对保持我国高低杠在世界上的优势地位有积极的意义。
本文研究对象李娅，安徽籍国家体操集训队队员，2004年雅典奥运会我女队主力队员，获得2004年苏州全国体操锦标赛高低杠冠军和2004年雅典奥运会高低杠第5名。
在研究过程中作者阅读了有关文献资料10余篇，了解近二十几年来高低杠项目的发展情况。观看了2002年亚运会、2003年世界体操锦标赛、2004年雅典奥运会及2004年全国体操锦标赛高低杠决赛录像和实况，对我国和世界高低杠现状与发展趋势有了一个基本了解和认识。2004年5月在苏州全国体操锦标赛上，作者用一台日本JVC9800型摄像机拍摄了李娅高低杠反吊分腿前空翻再握动作的全过程，摄像机对准高低杠正侧面，定点摄像，拍摄速度为50幅/s，然后对拍摄的原始材料，通过美国ARIL运动生物力学高速解析系统，采用系统人体模型，21个关节点，25个环节控制点，解析了112幅动作画面，获得17000多个数据，用数字滤波法进行平滑截断频率为6。根据研究需要本文采集了身体重心和各关节的位移、水平速度、垂直速度及各关节的角度等数据，还有重心轨迹及特征画面动作图和棍图。
二、研究结果与分析
李娅完成的高低杠反吊分腿前空翻再握的动作质量比较高，有以下几点特点：
（1）反吊大回环振浪技术运用合理；
（2）分腿前空翻腾空较高，身体重心高于杠水平面1.15m；
（3）姿态控制好，自始至终没有屈腿勾脚尖现象；
（4）放手和再握杠的时机掌握较好，再握杠瞬间，身体重心位置较高，有利于完成下面的动作。
该动作的结构由两部分组成，第一部分由手倒立开始的反吊大回环组成，至放手离杠为止。身体重心轨迹走向是绕杠轴做圆周运动，反吊大回环又分两部分，前部分是下摆阶段，后部分是上摆阶段。下摆阶段重心轨迹圆周形比较明显；上摆阶段重心轨迹呈弧形上升，圆周不明显，其圆周的半径明显短于下摆阶段的圆周半径。反吊大回环运行过程中运动员充分利用髋关节和肩关节屈伸做振浪鞭打技术，这是完成好该动作的基本技术。该动作的第二部分动作结构是由分腿前空翻组成，至再握杠为止。身体重心抛物线的轨迹几乎直线上升，到最高点后下落的重心抛物线轨迹弧度也很小，几乎与上升抛物线轨迹相重叠，间隔的距离很短。下面按该动作的运动特点分成以下三个阶段进行分析。即反吊大回环下摆阶段、上摆阶段和空翻阶段。
1．反吊大回环下摆阶段
由反吊手倒立下摆开始至杠下垂面的运动过程为下摆阶段。
反吊手倒立下摆开始瞬间，重心与杠面的垂直距离为1.09m，肩角169°，髋角176°（见表1）。身体下落之前提高身体重心位置，是完成该动作的基本条件之一。反吊大回环是扭臂握杠，对运动员肩关节柔韧性有很高的要求，李娅倒立下摆瞬间肩角能达到169°，说明李娅肩关节柔韧性非常好，这也是完成好该动作的基本条件之一。
随着身体的下摆，整个身体要伸直梗头向外顶，肩角充分顶开，肩角和髋角逐渐加大，以增加重力矩，重力短越大动量矩就越大，绕杠回环的能力就强，这是完成该动作的主要动力之一。当身体下摆至杠前水平面时（见图1），身体重心离杠面的水平距离最远，达到0.89m，肩角增加到176°，髋角增加到183°（见表1），这时人体获得的动量矩最大，有利于完成后面的动作。
图1 杠前水平面重心轨迹及棍图
当身体继续下摆时，髋角和肩角逐渐减小，一是为了使两腿越过低杠；二是为了沉肩拉长背部和肩带肌肉，为下阶段的上摆甩腿创造有利的肌肉工作条件；三是为了使杠子发生形变，充分利用杠子恢复原来形状的反作用力完成下阶段的动作。这是完成振浪鞭打技术必不可少的动作步骤，也是最关键的技术环节。当身体下摆到接近杠下垂直面时（见图2），肩角减小到165°，髋角减小到120°，重心运动速度达到最大，为2.30m/s（见表1），其中重心水平速度在这里起主导作用，达到2.12m/s，从手倒立下摆至杠下垂面运行时间为0.96s，旋转角速度为2.62rad/s。
图2 杠下垂面重心轨迹及棍图
２．反吊大回环上摆阶段
由垂直面上摆至放手离杠瞬间的运动过程为反吊大回环上摆阶段。
当身体快要过杠下垂面时，两腿要积极向后上方甩腿，同时分腿，髋角和肩角逐渐增加，两脚运动速度逐渐加大，当身体达到杠后水平位置时（见图3），肩角增加到170°，髋角增加最为明显，达到213°（见表2），两脚的运动速度也增加到最大，左右脚分别增加到4.52m/s和4.72m/s，使整个身体重心的运动速度仍保持在2.18m/s的水平上，其中向上的重心垂直速度起主导作用，为2.05m/s，在两腿加速上摆的同时，肩关节一定要压住梗头，不要抬肩抬头，否则会影响向后上方摆腿的速度。
当身体超过杠水平面继续上摆时，肩角和髋角逐渐减小，放手离杠一瞬间（见图4）,肩角减小到144°，髋角减小到172°，放手之前，两腿有所制动，左右脚的运动速度分别由4.52m/s和4.72m/s减小到1.70m/s和2.47m/s。离杠瞬间重心离杠水平距离为0.62m，重心高于杠水平面0.21m，与水平面夹角为18°，根据整个动作的质量分析，身体处于这样的位置和角度上放手是比较合理的，经过分腿前空翻后，再握杠不会离杠太远而抓不住杠，也不会离杠太近而影响连接下面的动作。
图3 杠后水平面重心轨迹及棍图
图4 放手瞬间重心轨迹及棍图
3．空翻阶段
两手离杠后经过分腿前空翻再握杠的运动过程为空翻阶段。
离杠一瞬间由于重心垂直速度远远大于水平速度，因此离杠后身体重心抛物线轨迹几乎直线上升。在身体上升的过程中要迅速屈髋，腿制动上体前屈，髋角明显减小，最小减到8°，上体与两腿之间几乎叠紧。身体重心升到最高点时，重心水平速度和垂直速度减到最小，分别为0.10m/s和0.03m/s，这时身体已经翻转3/4周以上，上体基本立直，稍前倾，重心最高点距离杠水平面高度为1.15m（见表3，图5）。身体重心抛物线升到最高点后，在重力作用下身体开始下落，因为水平速度很小，只有0.10m/s,所以下落的重心轨迹儿乎是垂直向下，向前的弧线非常小，这样有利于运动员准确抓杠。当身体开始下落时两臂要积极前伸准备抓杠，肩角逐渐增加，同时两腿要迅速后伸并腿，髂角逐渐加大。要争取身体重心在较高的位置上抓杠，一是因为重心垂直速度开始下降时不是很容易抓杠；二是身体重心位置较高，重力位能较大，有利于连接下面的动作；三是抓住杠后，有较大的空间和时间伸展身体，以增加绕杠回环的动量矩，这是连接下面动作的一个重要动力。李娅再握杠瞬间，身体位置较高，重心离杠水平而距离为0.77m，与杠的水平距离为0.54m，肩角为144°，髋角为122°（见表3，图6）。与重心最离位置比较，身体重心只下降了0.38m之后就抓住了杠。与放手瞬间重心位置比较，抓杠时重心位置要高于放手时重心位置0.56m，而向前的水平位移只有0.08m，与放手时与杠子的水平距离差不多，李娅从放手到再握杠用了0.26s时间，身体翻转角速度约为24.16rad/s。以上分析说明李娅分腿前空翻后再握杠的技术非常及时准确。
图5 最高点重心轨迹与棍图
图6 握杠瞬间重心轨迹及棍图
三、结论
1．反吊大回环下落时身体伸直往远顶，以增加动量矩，下摆过杠前水平部位后，开始屈髋越低杠，接近杠下垂直部位时要沉肩，这时肩角为165°，髋角减小到120°，重心运动速度为2.30m/s，其中水平速度起主导作用。
2．身体接近垂直面后，两腿要迅速向后上方甩腿，左右脚最大的运动速度分别为4.52m/s和4.72m/s，髋角明显增加，身体摆至水平位置时髋角为213°，向上甩腿同时要压肩梗头，放手离杠瞬间身体重心高于杠水平面0.21m，与杠水面的夹角为18°，与杠面的水平距离为0.62m。
3．离杠后重心抛物线轨迹几乎垂直上升，要迅速屈髋分腿，身体翻转3/4周后重心处于最高位置，离杠水平面1.15m，然后两臂积极前伸向下抓杠，同时两腿后伸并腿，再握杠时身体重心高于放手瞬间的重心位置，而水平距离与放手时差不多，空中飞行时间为0.26s，翻转角速度比较快，约为24.16rad/s。
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