竞技健美操中托马斯全旋动作的运动生物力学分析.doc

竞技健美操中托马斯全旋动作的运动生物力学分析 目前对于托马斯全旋的研究大部分集中在鞍马运动中, 而对其在竞技健美操中的运用却少有研究,这就使竞技健美操运动员在学习掌握该技术时缺乏科学的理论指导。于是本文在查阅相关运动生物力学研究成果和文献资料的基础上, 结合竞技健美操的特点,运用摄像解析的方法, 对托马斯全旋动作进行运动生物力学分析, 试图寻找其动作特征及要点, 从而为运动员正确掌握
托马斯
全旋提供理论依据。 1 研究对象和方法 1. 1研究对象 以北京师范大学体育与运动学院高水平健美操队教练、竞技健美操世界冠军张卓, 高水平运动员李萌、张逸锋为研究对象, 选取张卓和李萌比较成功的托马斯全旋动作以及张逸锋的一次失误动作进行生物力学解析与比较分析。 1. 2 研究方法 摄像解析法: 练习现场用两台JVC980数码摄像机, 从侧面和正面拍摄整个动作过程, 拍摄频率为50帧/S。并用美国Ariel录像解析系统进行解析。数字平滑采用数字滤波法, 取截断频率为6Hz进行平滑。 2 结果与分析 2. 1托马斯全旋的力学分析 全旋运动具有经典力学中刚体规则运动的特点。将人体纵轴相对垂直轴的倾角定义为章动角, 纵轴绕垂直轴的转角以及人体绕纵轴的转角定义为进动角及自旋角。理想化的全旋运动要求人体以不变的章动角作匀速进动, 同时绕纵轴朝相反方向自旋, 以保证运动员在运动过程中始终面向前方。将全旋动作抽象为多刚体模型(图1), 以两肩( O1O2)的中点在地面的投影点O为原点建立空间直角坐标系( OXYZ), 全旋时人体交替以两只手臂为轴进行回转运动, 故可以将运动中的人体抽象为一个不对称的陀螺 [ 2]由于双腿的摆动使人体具有了一个角动量L, 根据右手拇指法则, 方向沿动量轴指向右。又因为重力的存在使人体产生向下的合力矩T=MgR。它的方向与转动轴(在O1点)平行, 并垂直于角动量L。在L和T的共同作用下, 使人体在水平面内继续沿逆时针转动。同时由于产生向下的加速度, 地面的支持力FN增加, 并且最后变得比1个重力大。所以, 质心在下落一段距离后又会上升。理论上讲, 当摆腿产生的角动量足够大且手臂支撑稳定时, 全旋动作可以重复进行下去。 (图1) 2. 2动作过程分析 托马斯全旋主要是充分利用两手推撑的力量和摆腿获得的动能进行旋转, 分为双手前支撑、左手单支撑、双手后支撑和右手单支撑四个阶段。双手前支撑阶段, 提髋抬高重心的同时双腿向右摆动的, 右肩准备发力推离地面。左手单支撑阶段, 右手用力推地, 使身体重心左移, 同时右脚用力向右侧上方摆动, 接近最高点时控制速度并高举, 使左腿从右腿下方绕过, 随后右腿下压, 右臂准备撑地。双手后支撑阶段, 右手着地, 双手用力支撑控制平衡的同时尽量提臀并向两侧分腿, 随后左手准备发力推地。右手单支撑阶段, 左手用力推地, 使身体右移, 同时左脚用力向左上方摆动, 接近最高点时控制速度并高举, 使右腿从左腿下方绕过, 随后左腿下压, 左手撑地缓冲完成动作。 2. 3 动作技术特点及规格分析 竞技健美操中的
托马斯
全旋动作是从鞍马托马斯全旋动作移植而来, 而又带有鲜明特点的技术动作。首先在动作周期上, 鞍马中的托马斯全旋一般要完成多个周期的动作, 而在竞技健美操中一般只有一个周期。其次在支撑方式上, 不同于鞍马中在两环上或马端做的托马斯全旋, 竞技健美操中托马斯全旋的两臂支撑的宽度约与肩同宽, 手掌外展。由于在 地上完成, 其动作又具有幅度大, 速度快, 重心位置高的特点, 比鞍马中的马端或环上托马斯全旋都要难。托马斯全旋的规格要求总得来说应该是幅度大, 速度均匀, 动作舒展稳定。为了达到上述要求, 应该注意下列几个方面的技术: 2. 3. 1身体重心要高 在整个动作过程最能体现身体重心高低的是运动员处于分腿姿势的正撑部位。作为技术规格要求的理想动作应重心高幅度大。分腿正撑时臀部高, 上体成水平部位。尽量抬高身体重心。 2. 3. 2两腿尽量侧分 用分腿姿势进行全旋, 是托马斯全旋动作的特点。没有大的分腿,托马斯全旋的技术特点就表现不出来。所以, 大的分腿是做好托马斯全旋的重要条件。这种姿势充分显示运动员良好的柔韧性、支撑能力和精湛的技能。对于分腿的技术, 应有两个放面的要求: 一方面要左右尽量分开, 另一方面要尽量减少屈髋。 2. 3. 3 两腿向侧高摆 要使托马斯全旋达到大幅度的要求, 必须使两腿的侧摆有一定的高度。同侧腿的高摆有利于异侧腿的环绕, 有利于提高身体重心, 同时也有利于完成大分腿的动作。侧摆腿动作包括三方面的内容: ( 1)高摆腿; ( 2)控制腿; ( 3)腿上伸。这三个技术细节, 对完成整个动作有重要作用 2. 3. 4全旋速度要有控制 速度对完成
托马斯
全旋非常重要, 特别是这种