程菲跳動(dòng)作的發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)

程菲跳動(dòng)作的發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)

“程菲跳躍”是中國(guó)的著名運(yùn)動(dòng)員程菲在2005年第38屆世界體育比賽中創(chuàng)造的一個(gè)新動(dòng)作。國(guó)際體育協(xié)會(huì)（international體育協(xié)會(huì)）稱之為“程菲跳躍”。它的全名是“180c旋轉(zhuǎn)體”，前半開(kāi)放式，前半開(kāi)放式，540c旋轉(zhuǎn)體”。程菲在這屆世錦賽女子跳馬決賽中使用了兩個(gè)最高難度值的動(dòng)作(難度分均為6.5分),即“程菲跳”和踺子后手翻直體后空翻轉(zhuǎn)體900°,并奪得女子跳馬冠軍。這是一次歷史性的突破,是我國(guó)運(yùn)動(dòng)員第一次奪得女子跳馬世界冠軍。女子跳馬踺子轉(zhuǎn)體180°類動(dòng)作,是2001—2004年國(guó)際體操規(guī)則新增加的一組動(dòng)作,程菲抓住了歷史機(jī)遇,及時(shí)地發(fā)展了踺子轉(zhuǎn)體180°前手翻直體前空翻轉(zhuǎn)體540°,并使我國(guó)女子跳馬開(kāi)始進(jìn)入世界先進(jìn)行列。此類動(dòng)作還有較大的發(fā)展?jié)摿?在“程菲跳”的基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步發(fā)展踺子轉(zhuǎn)體180°前手翻直體前空翻轉(zhuǎn)體720°或轉(zhuǎn)體900°。本文的主要目的就通過(guò)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的分析揭示“程菲跳”的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律與技術(shù)特點(diǎn),為我國(guó)運(yùn)動(dòng)員發(fā)展該類型動(dòng)作提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。1研究對(duì)象和方法1.1子體操隊(duì)以現(xiàn)有戰(zhàn)術(shù)和人員為保障程菲是湖北籍國(guó)家體操隊(duì)集訓(xùn)隊(duì)運(yùn)動(dòng)員,2004年雅典奧運(yùn)會(huì)中國(guó)女子體操隊(duì)主力隊(duì)員。在2005年墨爾本第38屆世界體操錦標(biāo)賽上奪得女子跳馬世界冠軍,在2006年丹麥第39屆世界體操錦標(biāo)賽上再次奪得女子跳馬世界冠軍,同時(shí)奪得女子自由體操金牌和女子團(tuán)體金牌。1.2學(xué)習(xí)方法1.2.1文獻(xiàn)研究閱讀有關(guān)文獻(xiàn)資料10余篇,了解了近幾年我國(guó)及世界女子跳馬的發(fā)展情況。1.2.2我國(guó)和世界女子跳馬技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀觀看了2000年悉尼奧運(yùn)會(huì)、2004年雅典奧運(yùn)會(huì)及2003年、2005年、2006年世界體操錦標(biāo)賽女子跳馬單項(xiàng)決賽的電視錄像,在現(xiàn)場(chǎng)觀看了2004年、2005年、2006年全國(guó)體操錦標(biāo)賽女子跳馬決賽,并做了部分技術(shù)統(tǒng)計(jì),對(duì)我國(guó)和世界女子跳馬的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀趨勢(shì)有了一個(gè)基本認(rèn)識(shí)。1.2.3運(yùn)動(dòng)學(xué)研究主要運(yùn)用生物力學(xué)三維攝像解析方法對(duì)“程菲跳”動(dòng)作進(jìn)行分析。1.2.3.拍攝“程菲跳”的過(guò)程2006年12月在國(guó)家體操隊(duì)訓(xùn)練館內(nèi)用2臺(tái)日本產(chǎn)Sony攝像機(jī)拍攝“程菲跳”的全過(guò)程。A機(jī)在跑道左側(cè),B機(jī)在跑道右側(cè),兩機(jī)主軸夾角為100°對(duì)準(zhǔn)跳馬。拍攝頻率為50fps。比例尺采用Peak框架進(jìn)行三維立體標(biāo)定,利用外同步對(duì)動(dòng)作進(jìn)行同步處理。1.2.3.motion軟件解析對(duì)所采集的動(dòng)作圖像進(jìn)行整理、解析,選用扎齊奧爾斯基人體模型利用SIMIMOTION軟件進(jìn)行解析,對(duì)解析獲得的數(shù)據(jù)采用低通濾波進(jìn)行平滑,截?cái)囝l率為8Hz,對(duì)取得的平滑數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、篩選和整理。共獲得4600多個(gè)數(shù)據(jù),包括身體重心和各關(guān)節(jié)的位移、水平速度、垂直速度及各關(guān)節(jié)角度等。2結(jié)果與分析2.1全球行為分析2.1.1身體重心的方向和方向兩腳觸板后經(jīng)過(guò)踏跳和第1騰空身體重心軌跡逐漸上升至第2騰空最高點(diǎn)后又逐漸下降,直至兩腳落地(圖1)。2.1.2第2比23e身體重心水平速度曲線是逐漸下降的(表1、圖2)。兩腳觸板時(shí)身體重心水平速度為4.86m/s,經(jīng)過(guò)踏跳和推手后重心水平速度下降到2.38m/s,第2騰空穩(wěn)定在2～3m/s,落地瞬間下降為1.89m/s。身體重心垂直速度曲線出現(xiàn)3個(gè)上升峰值,2個(gè)下降峰值。兩腳觸板時(shí)重心垂直速度比較低,為0.52m/s,兩腳蹬離板時(shí)出現(xiàn)第一個(gè)上升峰值為3.50m/s。撐馬過(guò)程垂直速度略為下降,兩手推離馬時(shí)出現(xiàn)第二個(gè)上升峰值,為3.23m/s,進(jìn)入第2騰空垂直速度逐漸下降,至最高點(diǎn)幾乎接近零。然后又逐漸上升,落地瞬間達(dá)到3.96m/s。2.1.3空翻轉(zhuǎn)體的速度結(jié)構(gòu)以第2階段為例從兩腳觸板至落地瞬間是“程菲跳”主要?jiǎng)幼麟A段,包括4個(gè)階段,時(shí)間比例(表2、圖3):踏跳階段為0.10s,占7.58%;第1騰空階段為0.10s,占7.58%;推手階段為0.18s,占13.63%;第2騰空階段為0.94s,占71.21%。從以上時(shí)間比例看有以下兩個(gè)特點(diǎn):1)第2騰空時(shí)間最長(zhǎng),空翻轉(zhuǎn)體在這個(gè)階段完成需要的時(shí)間和空間更大一些;2)從踏跳至推手必須在較短的時(shí)間內(nèi)完成,尤其是踏跳時(shí)間約占推手時(shí)間的1/2。2.2子、子踏跳、第1子踏跳、第22“程菲跳”由8個(gè)動(dòng)作階段組成,包括助跑、趨步、踺子、踺子踏跳、第1騰空、推手、第2騰空、落地。下面重點(diǎn)分析踺子踏跳、第1騰空、推手和第2騰空4個(gè)階段,這是完成“程菲跳”最關(guān)鍵的幾個(gè)技術(shù)階段。2.2.1子跳躍階段的技術(shù)踺子推手后從兩腳觸板至離板的運(yùn)動(dòng)過(guò)程為踺子踏跳階段。有以下幾個(gè)技術(shù)特點(diǎn):2.2.1.前腳觸板的觀察踺子推手后兩腳積極向后下方踏板,踏在重心投影線后,上板角為63°,形成一定的制動(dòng)性踏跳。腳落在板前端約1/3處,用前腳掌觸板,腳尖偏向左側(cè)約45°,有利于加快身體的轉(zhuǎn)體。下肢各關(guān)節(jié)保持一定的彎屈度,左踝角為96°,右踝角為95°;左膝角為143°,右膝角為127°;左髖角為125°,右髖角為114°。上體抬起、梗頭略有轉(zhuǎn)動(dòng),兩臂上舉,左、右肩角分別為165°和133°(表3、圖4)。2.2.1.增加0.10s仿真兩腳觸板后,踏跳板在人體重力作用下開(kāi)始下沉,膝角和踝角也有小幅度的減小,以拉長(zhǎng)腿部肌肉,為蹬腿儲(chǔ)備肌肉能量。緊接著在踏跳板反彈的過(guò)程中快速有力地蹬直兩腿,直至腳尖離板,左膝角增加到149°,右膝角增加到146°,兩腿基本伸直(表3、圖5)。在蹬腿的同時(shí)繼續(xù)轉(zhuǎn)體,兩臂上擺。整個(gè)踏跳時(shí)間很短,只用了0.10s。踏跳過(guò)程一個(gè)最突出的特點(diǎn)是重心水平速度明顯減小,垂直速度明顯增加,水平速度由觸板時(shí)的4.86m/s減小到離板時(shí)的3.78m/s,垂直速度由觸板時(shí)的0.52m/s增加到離板時(shí)的3.50m/s(表3)。根據(jù)力學(xué)原理,在時(shí)間一定的情況下,增加作用力就能增加動(dòng)量,動(dòng)量越大,垂直速度越大。程菲重心垂直速度增加5～6倍,說(shuō)明她的踏跳力量相當(dāng)大,身體重心上升明顯,離板時(shí)比觸板時(shí)上升0.22m。2.2.1.跳馬的長(zhǎng)度兩腳蹬離踏跳板時(shí),身體并未轉(zhuǎn)到180°,而只轉(zhuǎn)到90°,上體側(cè)向跳馬,兩臂上舉,左肩角148°,右肩角158°(表3、圖5)。身體重心已越過(guò)腳支點(diǎn)垂直投影線,蹬離角小于90°,為84°,這樣就形成了使身體向前向側(cè)的翻轉(zhuǎn)力短,對(duì)完成好第1騰空和推手是必要的。2.2.2重心麻黃的變化第1騰空是從兩腳離板至左手撐馬的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。第1騰空是踏跳和推手的銜接階段,又是推手前的準(zhǔn)備階段。第1騰空身體重心拋物線是逐漸上升的(圖1),拋物線的騰起角約為42°。這個(gè)階段需要保持較快的水平速度和垂直速度,在重心上升的過(guò)程中要積極撐馬,肩角有所減小,第1騰空飛行時(shí)間較短,為0.01s。在左手積極撐馬的同時(shí)兩腳向側(cè)向后擺腿,髖角呈增大趨勢(shì)對(duì)于加快身體的翻轉(zhuǎn)有積極作用。程菲在擺腿的過(guò)程中兩腿并得非常緊,一般運(yùn)動(dòng)員很難做到這一點(diǎn)。2.2.3輔助技術(shù)推手階段是從左手撐馬右手撐馬至兩手推離馬的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。有以下幾個(gè)技術(shù)特點(diǎn):2.2.3.左、右肩角及具機(jī)動(dòng)作結(jié)構(gòu)左手撐馬之后右手立即撐馬,間隔時(shí)間為0.06s。左手撐馬位置較低,離馬后端10～20cm區(qū)域內(nèi)靠左側(cè),右手撐在左手前5～10cm區(qū)域內(nèi)靠右一點(diǎn)。左手撐馬時(shí)身體已轉(zhuǎn)過(guò)90°,身體重心高于左手支撐點(diǎn),撐馬角為23°。髖角繼續(xù)增大,左髖角為218°,右髖角為208°(表4、圖6)。右手撐馬時(shí)肩角和髖角均減小(表4、圖7),左肩角由129°減小到123°,右肩角由144°減小到131°。說(shuō)明推手前肩角適當(dāng)?shù)木彌_對(duì)于拉長(zhǎng)肩帶肌肉,為下面的頂肩推手有重要的作用。這時(shí)身體完全轉(zhuǎn)過(guò)90°,但仍未轉(zhuǎn)到180°。整個(gè)身體高于肩關(guān)節(jié)水平位置。一般來(lái)說(shuō),前手翻直體前空翻轉(zhuǎn)體類動(dòng)作均為兩手同時(shí)撐馬,而“程菲跳”卻是依次撐馬,這與踺子轉(zhuǎn)體180°接前手翻直體前空翻轉(zhuǎn)體540°動(dòng)作結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)有關(guān)系。從踺子踏跳至撐馬的過(guò)程中,身體并未轉(zhuǎn)過(guò)180°,而是轉(zhuǎn)過(guò)90°左右,這樣只能左手先撐馬右手后撐馬。李小鵬幾年前就做了踺子轉(zhuǎn)體180°前手翻直體前空翻轉(zhuǎn)體900°(“李小鵬跳”),也是左、右手依次撐馬。當(dāng)然,隨著該動(dòng)作技術(shù)的完善,踺子踏跳轉(zhuǎn)體度數(shù)越靠近180°,左、右手撐馬的間隔時(shí)間也會(huì)越來(lái)越短,當(dāng)踺子踏跳轉(zhuǎn)體達(dá)到180°時(shí),兩手就可以同時(shí)撐馬。2.2.3.右肩角的確定在左、右手依次撐馬后要快速有力頂肩推手,推手時(shí)間為0.18s,肩角比右手撐馬時(shí)增加明顯,左肩角為161°,右肩角為159°(表4、圖8)。重心水平速度繼續(xù)減小為2.38m/s,重心垂直速度比右手撐馬時(shí)略有增加,為3.23m/s,說(shuō)明程菲頂肩推手的效果還是可以的,在頂肩推手的同時(shí)髖角呈減小趨勢(shì),兩手離馬時(shí)左髖角減小到163°,右髖角減小到164°,說(shuō)明兩腿有所制動(dòng),這樣有利于增加推手的作用力。2.2.3.推離角和推離角兩手幾乎同時(shí)推離馬,頂肩推手過(guò)程髖角減小身體變直,基本上在倒立位置推離馬,推離角為81°(表4、圖8)。從左手撐馬開(kāi)始身體繼續(xù)轉(zhuǎn)體,到兩手推離馬時(shí)身體仍未轉(zhuǎn)到180°,身體重心比第一只手(左手)撐馬時(shí)升高了0.56m,比第二只手(右手)撐馬時(shí)升高了0.38m,說(shuō)明推手過(guò)程身體重心軌跡是逐漸上升的。2.2.4第2供給動(dòng)作第2騰空是從兩手推離馬至兩腳落地瞬間的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,第2騰空是評(píng)定動(dòng)作質(zhì)量的主要標(biāo)志之一。由于兩手離馬時(shí)身體重心垂直速度大于重心水平速度(表4),所以,第2騰空拋物線騰起角就大于45°為53°,第2騰空拋物線軌跡沿著53°的方向逐漸弧形上升,到最高點(diǎn)后又逐漸弧形下降,直至落地為止(圖1)。第2騰空身體重心水平速度基本趨于穩(wěn)定,垂直速度處于變量之中,重心拋物線軌跡上升過(guò)程,垂直速度逐漸減小,到最高點(diǎn)時(shí)垂直速度接近零。過(guò)了最高點(diǎn)后重心垂直速度又逐漸增大,落地瞬間為3.96m/s。第2騰空的高度和騰空時(shí)間主要由前面的助跑、踏跳和推手等階段決定的。根據(jù)計(jì)算,“程菲跳”第2騰空拋物線軌跡最高點(diǎn)距地面高度為2.48m,距馬平面(1.25m)高度為1.23m,身體重心上升的絕對(duì)高度為0.53m(表5)。第2騰空時(shí)間是從兩手離馬至兩腳落地瞬間(兩腳觸墊子瞬間),根據(jù)解析和計(jì)算材料大約為0.94s(表5)。以上第2騰空的高度和騰空時(shí)間是完成好“程菲跳”的基本條件。兩手推離馬后身體向前翻轉(zhuǎn)的過(guò)程中繼續(xù)屈髖和轉(zhuǎn)體。當(dāng)上體向前翻轉(zhuǎn)接近1/4周(頭朝后的水平位置)時(shí)基本上轉(zhuǎn)完了從踏跳開(kāi)始經(jīng)過(guò)推手后的180°轉(zhuǎn)體,所謂的踺子轉(zhuǎn)體180°到這個(gè)時(shí)候才算真正完成,然后開(kāi)始該動(dòng)作的540°轉(zhuǎn)體。轉(zhuǎn)體動(dòng)力主要靠頭肩帶動(dòng)在伸髖的同時(shí)右臂和左臂先后向胸腹前屈抱,以減小身體縱軸的半徑,加快身體的轉(zhuǎn)體速度,在轉(zhuǎn)體的過(guò)程中要梗頭,兩腿夾緊,身體緊張伸直。直體前空翻轉(zhuǎn)體540°是在身體直體向前翻轉(zhuǎn)的過(guò)程中完成的,以上體翻轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn),向前翻轉(zhuǎn)到1/2周時(shí)轉(zhuǎn)體180°,翻轉(zhuǎn)到3/4周時(shí)轉(zhuǎn)體360°,翻轉(zhuǎn)到1周時(shí)(頭朝下)轉(zhuǎn)體540°,這時(shí)的身體重心離地面的高度為1.65m,仍比馬水平面(1.25m)高0.40m,從540°開(kāi)始轉(zhuǎn)體到540°轉(zhuǎn)完為止,用了0.62s時(shí)間,轉(zhuǎn)體角速度為15.20rad/s。從轉(zhuǎn)完450°以后至落地之前兩臂要逐漸向前下伸開(kāi),這樣可以加大縱軸翻轉(zhuǎn)半徑,減小身體的轉(zhuǎn)體角速度,有利于做好落地動(dòng)作。該動(dòng)作是直體前空翻轉(zhuǎn)體540°,實(shí)際上,身體向前翻轉(zhuǎn)的過(guò)程不可能始終保持直體狀態(tài),從推離馬到翻轉(zhuǎn)1/4周,髖角逐漸減小,最小髖角為130°左右。這樣的屈髖是必要的,一是,為了加快身體向前翻轉(zhuǎn)速度;二是,為了伸髖轉(zhuǎn)體加快轉(zhuǎn)體速度。第二次屈髖大約在身體轉(zhuǎn)完360°之后,髖角從175°開(kāi)始逐漸減小至落地為止,當(dāng)時(shí)離地面的高度是2.30m,比馬水平面高1.05m。落地前的屈髖動(dòng)作也有兩個(gè)作用,一是,為了做好落地前的準(zhǔn)備動(dòng)作;二是,為了減小身體橫軸的旋轉(zhuǎn)半徑,加快身體的翻轉(zhuǎn)速度。當(dāng)然,屈髖過(guò)早影響動(dòng)作質(zhì)量,另一方面,也可能因翻轉(zhuǎn)速度過(guò)快,不利于做好落地動(dòng)作。要辯證地看待落地前的屈髖動(dòng)作。應(yīng)該以動(dòng)作質(zhì)量為主要目標(biāo),在保證完成動(dòng)作和做好落地的前提下,盡量晚屈髖,比如說(shuō),在轉(zhuǎn)完540°或450°之后再屈髖落地,動(dòng)作質(zhì)量更高。按照以上分析的屈髖一伸髖一再屈髖的身體向前翻轉(zhuǎn)狀況,仍以上體為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,從兩手推離馬至落地瞬間(兩腳觸墊子瞬間),上體翻轉(zhuǎn)1周加上1/4周多一點(diǎn),即在上體朝前的水平位置以上(表5、圖9),整個(gè)第二騰空翻轉(zhuǎn)角速度為8.73rps,比轉(zhuǎn)體速度慢多了。落地瞬間兩腿幾乎完全伸直用前腳掌著墊。左膝角為160°,右膝角為169°,這樣就為落地后的屈膝緩沖創(chuàng)造了有利條件。3重力通過(guò)腳腳跳馬實(shí)現(xiàn)通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析得出的結(jié)果證實(shí)程菲完成的踺子轉(zhuǎn)體180°前手翻直體前空翻轉(zhuǎn)體540°(“程菲跳”)的動(dòng)作技術(shù)是合理的,主要結(jié)論:1.踺子推手后積極向后下方踏板,用前腳掌著板,腳尖偏向左側(cè)45°,然后快速有力蹬直兩腿。踏跳時(shí)間為0.10s,重心垂直速度明顯增加,離板時(shí)上體轉(zhuǎn)過(guò)90°側(cè)向跳馬,重心已越過(guò)腳支點(diǎn)垂直投影線,蹬離角為84°。2.兩腳蹬離板后左手積極撐馬,第1騰空飛行時(shí)間較短,為0.10s,第1騰空拋物線軌跡是在逐漸上升的過(guò)程中完成的,重心軌跡的騰起角為42°。3.兩手依次撐馬間隔時(shí)間0.06