推铅球的关键因素分析.docx
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推铅球的关键因素分析
推铅球的关键因素分析
一、操作性技术
(一)腾空阶段
这个时段是指运动员在离开地面的情况下,身体快速向投掷方向推进的一段时间。
对滑步推铅球技术来说,腾空阶段是指后脚离地到后脚落地这段时间;对于旋转推铅球,则是指前脚离地到后脚落地的这段时间。
(二)最后用力姿势
最后用力姿势就是前脚刚着地时运动员获得双脚支撑,并为投掷铅球做好准备的身体姿势。
(三)后脚
后脚是指当运动员处于最后用力姿势时指向投掷圈后部的脚。
(四)前脚
前脚是指在运动员处于最后用力姿势时离抵趾板近的脚。
(五)后脚落地
后脚落地是运动员在腾空阶段结束后,后脚与投掷圈地面接触的瞬间。
(六)前脚落地
前脚落地是运动员在腾空阶段结束后,前脚与投掷圈地面接触的瞬间。
(七)过渡阶段
过渡阶段是在腾空阶段之后,从后脚落地到前脚落地的这段时间。
(八)肩-髋夹角
肩-髋夹角是指髋部的方向与肩部的方向的相对位置。
当肩部和髋部密切协作时,从解剖位置来看,两者之间的中间位置甚至零度夹角都会发生。
(九)出手
铅球离开投掷者的手的一霎那。
(十)出手速度
出手速度指铅球出手时的速度大小。
(十一)出手角度
出手角度是指铅球在出手时与水平面的夹角。
(十二)出手高度
出手高度是指铅球出手时铅球重心离投掷圈地面的高度。
(十三)水平出手距离
水平出手距离是指在铅球出手时铅球中心与抵趾板内沿的水平距离。
(十四)抛射距离
抛射距离是水平出手距离结束点到铅球落点间的水平距离。
(十五)测量距离
测量距离是指从铅球落点到抵趾板内沿的水平距离,这是作为正式的成绩予以记录的。
具体地说,测量距离就是水平出手距离与投射距离的和。
关于推铅球的研究很多,其中最具有代表性的是出手速度、出手角度和出手高度的研究。
不幸的是,这三个参数描绘了一副模糊的画面:
只说明要做到什么却未说明怎样去做。
同样,许多训练方面的文章提出了作者关于理想技术的概念,但是这些文章中提供的信息并不总是正确和有效的。
因为一些提议的基础是作者听来的观点、以前冠军们(那些忽略技术因素而成功的)的成功体验和教练员的个人观点甚至偏见。
当这些信息经常很实用时,这些决定的方法便可能产生错误的结论。
这篇文章的主要目的是:
把科学研究和教练员的建议协调起来,从而得出推铅球发挥最好水平的关键因素。
(十六)推铅球高水平成绩计划
这篇文章所提供的是美国奥林匹克委员会和美国田径协会合作进行的“推铅球高水平成绩计划”研究的部分结果。
这项计划检验了投掷过程中的多个参数,旨在发现影响投掷成功最为关键的因素。
简单来说,技术的外观是关键因素,它能最好地预言最好投掷水平的发挥。
把这个信息反馈给优秀运动员和他们的教练,用来帮助他们的发展,帮助他们在世界田径锦标赛和奥林匹克运动会上获得奖牌。
本文目的在于为教练员和运动员提供有帮助的信息,希望能够指导他们的技术发展,使他们认识到自己专项的不足之处,从而增强他们的实力。
这些信息尽可能详尽实用,却不能普遍解释运动员固有的独特的技术差别。
因为这些技术差别取决于运动员的人体测量学、生理学和技术风格的特征。
不管怎样,应该注意的是,就优秀的运动员来说,关键的影响因素也有可能不尽相同。
(十七)资料来源
我们主要从三个来源收集数据和信息来决定关键的因素。
第一个来源是以前的有关推铅球的生物力学方面的研究分析:
建立了一个300多人的数据库,汇编了男女优秀运动员和非优秀运动员的信息。
在此基础上,对大量以前教练员关于推铅球的文献的评论和通用的投掷技术进行检测,并且通过“科学过滤器”淘汰了那些毫无物理学根据的提议;其次,通过与当前教练员和运动员的交谈而产生了进一步进行调查的想法。
最后,也可能是最重要的一个来源,就是把对当今美国顶级投掷运动员进行的研究与上述两个来源相结合来决定和证实那些提议,并揭示以前可能被忽略的关键因素。
(十八)每次投掷的远度
如前所述,这项计划的目的是决定对测量距离和一次高水平投掷有贡献的潜在因素。
铅球的测量距离可以分为两部分(图1)。
图1投掷的测量距离=相对于抵趾板的水平出手距离(dh)+抛射距离(dp)
第一部分是抛射距离,是指铅球出手后移动的总距离。
投掷距离是由出手高度、出手角度和出手速度决定的。
这三个参数可带入斜抛运动公式来计算抛射距离(图2)。
图2斜抛运动公式。
抛射距离是出手速度、出手角度和出手高度的结果。
抛射距离与速度平方成正比。
对测量距离有贡献的第二部分是出手点到测量点(抵趾板)的距离。
其中抛射距离的贡献率占到测量距离的97%。
(十九)抛射距离参数
既然抛射距离是对测量距离的有重大贡献的因素,就应该对决定抛射距离的参数有所了解。
物体的抛射距离在很大程度上取决于抛射高度、抛射角度和抛射速度。
在推铅球项目中,风的阻力和空气动力学因素可以忽略。
由计算抛射距离的公式(图2),我们可以看出每个参数的相对重要性。
出手高度是公式中最不重要的因素,我们几乎不能改变它,因为它主要取决于运动员的人体测量学因素且受出手角度影响的可能性更小。
出手角度是公式中第二重要的因素,它主要取决于投掷臂的角度和躯干相对于地面的方位。
公式中最后一个参数是出手速度。
由公式来看,抛射距离与速度的平方成正比。
因此,速度是出手参数中最最具有影响力的因素。
从上述分析来看,我们很容易把出手速度视为关键因素,并且让教练员和运动员尽可能提高出手速度。
不管怎样,这是一种错误的逻辑。
有三个原因:
首先,除了特定的练习情况,大部分运动员已经在尽可能迅速而有力地投球。
因此,没有必要告诉他们去做他们已经尽力在做的事情。
其次,既然出手速度和测量距离已经有高度的相关,再把出手速度作为关键因素就显得多余了。
最后,用出手速度作为关键因素会描出一幅模糊不清的画。
因为出手速度虽然是影响测量距离的主导因素,它实际上是前面的许多因素导致的结果,而不能单独作为一个手段。
带着这种思想,我们检查了投掷整个过程中的各个因素,来决定对投掷总距离有正面影响的因素。
下面列出了影响优秀铅球运动员成功的因素。
为方便起见,关键因素归类为出手因素、动力学因素、和时间因素。
但终究来说,随着研究的进展,在将来,这些新的关键因素会得到证明甚至可能一点也不全面了。
并且,每个因素的相对重要性会因运动员的具体情况发生变化,如:
性别、人体测量学、力量参数,所采用的技术(滑步或旋转)和个人技术风格等因素。
二、出手参数
如前所述,出手参数是真正对投掷的测量距离有决定意义的参数。
从理论上讲,如果给定一个距离,人们很容易根据斜抛运动公式找到最佳的出手参数。
然后,这些数学上最佳的参数就被用来作为训练的目标。
然而,运用这种方法是徒劳无益的。
主要原因是推铅球是人体的运动,出手参数不是由公式假定而独立存在的。
这种依赖现象是因为,人体不像人类制造的大炮或弹弓一样,人体的肌肉骨骼系统是一个极其复杂的杠杆和滑轮系统,并不是在各个角度或位置都会发挥同等功效。
所以,企图用数学的方法获得最佳出手参数非常可能导致较近测量距离。
照这样的思路,我们可以建立一个“真正的世界”——出手参数的关键因素的“世界”。
由于出手速度的重要性,在对其他所有的参数进行检测时,应该考虑到他们对出手速度这个重要参数的影响程度。
虽然这些出手参数之间的依赖关系是很复杂的,但基本的了解足以明确本文的目的。
知道出手速度和出手角度成反比关系就足够了。
也就是说,对任何投掷者来说,一个参数增大,其它的参数必然缩小。
照此看来,很明显,最简单的方法就是在控制最佳出手角度的情况下,通过增大出手速度来增加测量距离。
(一)提高出手速度
出手速度无疑是决定投掷距离的最重要的因素。
对高水平的投掷来说,出手速度必需不低于13米/秒。
所以,不得不尝试各种方法来提高出手速度。
做出这个提议必须谨慎,因为提高运动员或器械的一个阶段的速度未必会提高出手速度。
实际上,“推铅球高水平成绩计划”研究已经指出了这种情况。
因为过早的提高速度可能导致不稳定性、技术问题,减小肌肉负荷,或相应的低效率的肌肉收缩。
(二)减小出手角度
出手角度的重要性在于它对出手速度的影响。
只要出手角度在允许最好投掷水平发挥的范围内,我们就应该把出手角度优化到能获得更大出手速度的值。
这样,就会增大测量距离。
“推铅球高水平成绩计划”研究指出,对于人类来说,当出手角度在31°-36°的范围内时,出手参数是最佳的。
对于数学上用斜抛运动公式确定的40°-43°的最佳出手角度范围来说,这个角度是相当小的。
当教练员和运动员不切实际地追求精确的出手角度时,应该让他们知道:
小的出手角度其实是有利的,只要它能保证最佳投掷水平的发挥,并且数学上认为的最佳出手角度极有可能减小投掷距离。
(三)较大的水平出手距离
“推铅球高水平成绩计划”研究表明水平出手点相对于抵趾板的位置是投掷成功的关键因素。
最佳的出手位置应该在抵趾板前0.2米~0.5米,这个距离一般是由运动员的人体测量学特点和技术决定的。
这个距离虽然占测量距离的2~3%,但反映不出较长的器械加速轨迹的潜在获益。
如此说来,水平出手位置的重要不仅因为它能产生有利(或不利的)出手点的潜在性,而且因为它是人体能否把更大的力作用于器械的标志。
三、运动学参数
运动学参数是与人体运动有关(不考虑引起人体运动的力)的参数。
当教练员和运动员说“技术”,他们主要指得就是运动员的运动学特征。
这里选出了六个关键因素。
(一)宽幅度的摆动腿(旋转技术)
摆动腿指的是:
当旋转投运动员在旋转和腾空阶段时及到达投掷圈的中心前,没有支撑的那条腿。
大幅度的摆动腿动作将帮助投掷者在腾空阶段增大旋转动量,并且有利于在后脚着地时形成较大的正的肩髋夹角(图3).正确的摆动腿的技术特点是:
较长的脚尖-脚尖的距离(图4),以摆动腿的髋轴为圆心的较大的半径,和尽量贴近地面的摆动(但不能破坏平衡并且得有利于半径作用的有效发挥)。
图3:
肩髋夹角(以右手投掷者为例)
虚线—髋部的方向实线—肩部的方向黑色小球—铅球
虚线和实线的夹角—肩髋夹角(后脚着地时,运动员应该尽量增大正的角度;出手时应当尽量避免负的夹角而提倡中间位置)。
图4:
在后脚落地接近投掷圈中心时,大幅度的摆动腿动作将帮助投掷者增大旋转动量,并且有助于在最后用力时形成较大的正的肩髋夹角(图3)。
(二)腾空阶段的高质心(滑步技术)
以前认为运动员和铅球的质心运动轨迹应该是一条理想的直线,即:
在投掷开始时,运动员和铅球的质心应该位于最低点,在铅球出手时,应该位于最高点。
然而,最近的研究表明并非如此。
其实,“推铅球高水平成绩计划”研究已经指出,我们看到的在运动员和铅球质心的S形轨迹(图5)中,中间部分有松弛现象,这不仅不需要改进而且大大有利。
图5:
铅球轨迹的波动(滑步推球过程中的松弛现象)。
第一个顶峰的较高点将导致腿部肌肉组织更强的活动。
这个波动为着地时启动伸展反射创造机会,有利于增强腿部肌肉的活动。
牵张反射是在拉长肌肉本身或其附着的肌腱时,肌肉所做出的被动的反射收缩。
当肌肉长度改变的速率较大时,这种被动反射可能会产生比主动控制更强有力的肌肉收缩。
肌肉对反射的反应直接关系到伸展的速率。
这样,提高伸展速率就会通过牵张反射来加强被动的肌肉活动。
在推铅球运动中,可以通过增大运动员腾空后着地时的垂直速度来提高伸展速率。
增加运动员在腾空阶段的质心高度就能提高垂直速度。
腾空阶段运动员的质心越高,落地时运动员的垂直速度就越大。
每个运动员都会有自己最佳的质心高度,这主要取决于运动员的个人力量和其神经系统对肌肉长度突然改变的反应能力。
但是有一点很重要:
在腾空阶段获得高的质心高度不是错误的而是非常有利的。
(三)后脚落地时较大的后膝弯曲角度
“推铅球高水平成绩计划”研究指出:
在后脚落地时,较大的后膝弯曲角度是推铅球成功的最好标志之一。
在后脚落地时,理想的后膝角度大约在100°,这个角度的大小很大程度上依赖于运动员的力量。
大部分运动员着地时较充分地的伸展了膝关节。
在后脚落地时,较大的后膝弯曲角度,为后腿的肌肉组织提供这样的机会:
发挥适宜的杠杆作用和通过最强的力量曲线。
这样便会引起更大的器械加速。
较大的后膝弯曲角度可以标明运动员质心高度相对于其支撑点的位置,还可以标明铅球相对于髋部的位置。
这两点被教练员提议作为推铅球的关键因素。
然而必须指出,膝关节弯曲若超过所建议的最佳值对投掷造成的负面影响比小于该值的负面影响要大得多。
而导致推球失败的膝关节弯曲的深度还没有确定。
(四)后脚落地时的较大的肩髋角
本文所界定的正的肩髋角在长期以来受到投掷教练们的大力支持(图3)。
增大的肩髋角有利于增大投掷距离,HPP研究为该理论提供了证据。
这可能是由于后脚落地时,越大的肩髋角会使腹部肌肉组织产生预紧张,并且加长了铅球出手前的运行轨迹。
这样就加长了力作用于器械的时间,从而最大程度地为铅球加速。
(五)出手时较大的后膝弯曲角度
“推铅球高水平成绩计划”研究表明:
出手时较大的后膝弯曲角度是测量距离重要的征兆。
该理论与以下提议形成明显对比,即:
后腿或两条腿的完全或接近完全伸直是获得最远距离的关键因素。
造成这种反差的原因可能在于:
出手时后膝的弯曲角度本身不是一个关键的因素,但是可以反映出一个优秀的投掷运动员必需的最大力量和爆发力的水平。
在跑的项目、跳高项目和奥林匹克举重项目中也存在类似的现象。
在推铅球项目中,运动员腿部产生的最初力量迅速地加速“运动员-铅球系统”,从而使铅球在腿部完全伸直之前或者运动员跳离地面腿部做更大伸展时出手。
如此说来,教给运动员在出手时努力完全伸直一条或两条腿是很可取的,其中不包括那些爆发力好的运动员,因为他们从来没有接近完全伸直的机会。
(六)出手时,肩的方向与髋的方向的中间位置
“推铅球高水平成绩计划”研究结果表明:
出手时,肩的方向与髋的方向的中间位置有助于增大投掷距离(图3)。
这很可能是因为小的或几乎没有的肩-髋夹角意味着非投掷侧较强的制动。
制动时,人体把动量从非投掷一侧转移到投掷侧,从而增大投掷一侧和器械的速度。
四、时间参数
时间参数在教练的文章中经常被提到,但是几乎没有证据足以说明以前提及的时间模式对投掷结果有重要的影响。
其实,只有一个时间参数对距离的获得有大的影响。
尽量短的过渡时间(滑步技术)
过渡时间是紧随腾空阶段之后,从后脚落地到前脚落地的一段时间。
短的过渡时间对采用滑步技术的投掷者是有益的,对于采用旋转技术的则不然。
如果前脚和后脚几乎同时落地,运动员腿部快速发力或者伸直前腿形成满弓都取决于运动员的技术。
这两种方法被教练员提为铅球投掷的有效技术。
五、结论
这个结论的重大意义在于:
它效验了以前关于推铅球的理论并反映出了哪些理论没有价值。
鉴于此论,值得注意的是:
不能把上述结论毫无差别地应用于所有投掷者。
以次类推,对无经验者或次优秀水平运动员来说,上述因素极有可能不是关键的。
不管怎样,这些关键因素为教练员和优秀铅球运动员提供了有价值的信息,并且应该作为其技术发展的方针。
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