中国体育科技
CHINA SPORT SCIENCE AND TECHNOLOGY
1999年 第2期



男子跳马前手翻团身前空翻2周动作
第2腾空技术的运动学分析
赵焕彬　郝元未　王海涛
(河北师范大学，石家庄　050015)
摘要：本文通过对我国部分优秀男子体操运动员跳马“前手翻团身前空翻2周”动作的影片解析，揭示出运动员在完成该动作关键技术之一的第2腾空动作技术的运动学特征与规律，为进一步训练提供理论依据与技术参数。
关键词：男子∥体操∥跳马∥腾空∥运动学∥技术分析
Kinetic Analysis of Second Fly of Men's Long Horse
Handspring Tucked Salto with 720° 
Zhao Huanbin, Hao Yuanwei, Wang Haitao
Abstract:Through film analysis of Second fly of men's long horse handspring tucked salt with 720° performed by some of elite Chinese gymnast, this paper indicates the kinetic characteristic and regulation of "second fly", which is one of the key actions for this movement and also provide the theoretical bases and technique data for the training.
Key words:men∥gymnastic∥long horse∥fly∥kinetics∥technique analysis
1　前言
　　男子跳马前手翻团身前空翻2周在1997～2000年国际体操规则中被列为起评分10分难度动作。在1997世界体操锦标赛中有8人次使用该动作，哈萨克斯坦运动员费多钦科由于成功地完成了该动作而获得冠军。在八运会上包括冠军肖峻峰在内4人也使用了该动作，但就其完成动作质量与世界强手相比，还有一定差距。
　　目前，跳马发展的重点仍在第2腾空，第2腾空动作的质量，是评定跳马动作质量的重要标志，也是区别动作性质和难度的主要标志。通过对男子跳马前手翻团身前空翻2周第2腾空动作的定量研究，有助于在理论上加深对该动作的认识，并为运动训练提供运动学参数，对深入研究和掌握这一动作有重要的现实意义。
2　研究对象与方法
2.1　研究对象
　　尚敏(陕西)，1992年全国单项跳马决赛冠军；胡军(天津)，1992年全国单项跳马决赛第3名；1992年河北体操邀请赛跳马冠军；王子辉(天津)，1992年河北体操邀请赛跳马第3名；钱正(上海)。
2.2　研究方法
　　采用国产“春风牌”高速摄影机，定点拍摄了尚敏、胡军、钱正在1992年全国体操冠军赛中，及胡军、王子辉在河北省体操邀请赛中完成前手翻团身前空2周的动作。96格／s，拍距为14.55　m，机高1.6　m。使用TJK－1型影片解析系统对影片进行了数字化处理；采用数字滤波法对数据进行了平滑处理。
3　分析与讨论
　　第2腾空动作阶段的主要任务，一是维持身体在空中的平衡；二是完成预定动作要求的翻转周数；三是以最佳的姿势准备落地，为落地平衡创造有利条件。
3.1　第2腾空动作的形态特征
　　从第2腾空动作过程身体形态特征看，在运动员双手推离马瞬间，髋角为188.92°，膝角为144.76°，肩角为159.45°，随后髋角、膝角急剧减小，说明运动员在做屈髋、屈膝，抱小腿的团身动作，但髋角的变化幅度和速度明显大于膝角。当运动员完成2／4周瞬间其髋角减小为52.74°，变化幅度136.18°，变化角速度为8.80 rad／s；而膝角此时为75.78°，变化幅度为68.98°，变化角速度为4.46 rad／s。从表中可以看出，运动员在完成空翻2周过程中，髋角、膝角一直呈减小趋势，完成第2周的瞬间髋角和膝角的均值达到最小，分别为41.76°和54.83°，说明运动员为完成翻转任务团身越来越紧，第2周的髋、膝角度明显小于第1周，这为缩短身体转动半径、减小绕冠状轴的转动惯量和加快翻转角速度创造了良好的力学条件。
　　运动员完成第2周翻转后及时伸展身体是成功落地的前提条件。材料说明，伸展动作是在第2周翻转基本完成时开始的，髋、膝角逐渐打开，上体伸展。在完成最后半周间，髋、膝角分别为81.48°和102.22°。值得注意的，是此阶段膝角的变化幅度速度大于髋角。膝角变幅为47.39°，角速度为4.21 rad／s，而髋角变幅为39.72°，角速度为3.85 rad／s，与离马后团身过程恰恰相反。
3.2　第2腾空动作的空间和时间特征
　　从第2腾空动作的空间和时间特征分析，第2腾空的高度决定着滞空时间，它是完成前手翻团身前空翻动作的必备条件之一。而腾空高度和滞空时间是由人体在推离马瞬间的运动状态决定的，即离马瞬间人体重心初速度Vo，腾起角α，重心距马平面的高度H1。根据可知，Vo和α决定了人体重心的上升高度，H1是由离马瞬间的身体姿势决定的。研究结果表明，在离马瞬间人体重心的水平速度Vx和垂直速度Vy分别为3.51　m／s和3.48　m／s，H1为0.98　m，α为44.72°，这都为获得较大的腾空高度和滞空时间创造了良好的运动学条件。
　　运动员身体重心所达到最大高度均值为3.20　m，重心的上升高度为0.60　m，所用时间为0.35　s，数据表明，运动员在完成各周动作时间分配和空间的利用不合理，运动员完成第1周转动的瞬时高度为3.14　m。所用时间为0.46　s，占整个滞空时间0.99　s的46.46%。余下0.53　s的时间人体要翻转1周半，显然时间不足，导致第2周翻转中必须团身更紧以提高转速，保证完成翻转任务。这势必为最后的落地动作埋下隐患。合理的技术应该是运动员在腾空最高点附近，完成第1周，为后续动作留有充足的时间，以保证第2周完成时人体重心处于较高位置，为结束动作创造良好条件。然而，在所测定8人次动作中，有4人次重心达最高点时完成了3／4周翻转，而另4人仅完成2／4周。这导致第2周翻转时运动员必须身体团得更紧，转速更快。在运动员完成第2周翻转瞬间身体重心高度较低(2.28　m)，第2周所用时间仅为0.30　s，最后半周结束动作仅有0.23　s。说明第2周翻转的时、空间条件不足，使落地前的准备动作不充分，致使8人次中有4人次未能成功地完成落地动作。
3.3　第2腾空动作的速度特征
　　运动员在推离马瞬间获得了绕冠状轴翻转的动量矩，当进入空中人体相对重心所受合外力矩为零(忽略空气阻力)，动量矩将保持守恒。根据动量矩守恒定律，人体在空间翻转的角速度，取决于身体相对重心冠状轴转动惯量变化情况，亦即取决于人体在空中团身的松紧。
　　运动员在推离马瞬间为第2腾空动作创造了良好的运动学条件，并不意味着运动员能合理地利用和把握这些条件。运动员在第2腾空动作过程中，其翻转速度是随髋、膝角度的减小而逐渐增加的，第1周的平均角速度为14.60 rad／s，第2周的平均角速度为19.21 rad／s，差异是明显的。其原因是第1周从离马时伸直的身体到团身抱腿有一个过程，身体绕冠状轴的转动惯量较大，因此翻转速度要慢一些。当人体重心达到腾空抛物线最高点时，本应完成第1周翻转，然而，在8人次中没有1人能够完成。在完成第1周的瞬间，运动员髋、膝角分别为45.67°和67.07°。说明运动员推离马后身体团身的速度慢，身体团得不够紧，身体绕横轴的转动惯量较大，导致第1周翻转速度太慢，用时过长。因此，为完成后继动作，运动员必须团身更紧，进一步加快翻转。当运动员完成第2周翻转的瞬间，其髋、膝角达到最小值，分别为41.67°和54.83°，而平均角速度高达19.08 rad／s。如此高的翻转速度使人体具有较大的转动惯性，运动员在余下时间内要想完成伸展身体，为落地做好准备是很困难的。资料也证明了这一点，当人体完成最后5／2周的瞬间，其翻转的平均角速度还高达14.79 rad／s，这是导致多数运动员未能成功落地的主要原因之一。
　　综上所述，运动员第1周的翻转速度太慢，导致第2周的翻转速度太快，不能为落地动作做好充分准备。因此，应在推离马后加快团身速度，加快第1周的翻转速度，以保证在腾空抛物线轨迹的最高点前完成第1周翻转。根据本文材料推算，第1周翻转速度应达到17.94　rad／s。
4　结论
　　1.在2周翻转过程中髋、膝角呈渐减的趋势，在第1周屈髋幅度和速度明显在大于屈膝的幅度和速度，当第2周结束瞬间达到最小值。随后髋、膝角逐渐增大，但伸展髋的幅度和速度却小于伸膝的幅度和速度。
　　2.重心腾起的高度均值为0.60　m，用时为0.35　s，身体重心达到最大高度均值为3.20　m，整个滞空时间为0.99　s，为完成前空翻2周动作创造了良好的时空条件。
　　3.各周所用时间分配不尽合理。第1周为0.46　s，第2周为0.30　s，5／2周用时0.23　s。
　　4.在翻转2周动作过程中身体翻转角速度是渐增的，最后半周的平均角速度达最大值(19.09　rad／s)，随后翻转速度逐渐减小。
　　5.第1周团身速度较慢，幅度较小，使第1周翻转速度太慢，8人次中无人能在腾空最高点前完成第1周，导致第2周翻转速度太快，运动员难以充分做好落地前的准备工作。
5　建议
　　在保证良好的推手动作前提下，关键是提高第1周的翻转角度速度，争取在腾空最高点前完成第1周。在训练中应强调运动员推离马后加大团身速度和幅度的训练。
参考文献
1.姚侠文.现代跳马技术与教学训练，北京：北京体育学院出版社，1993
2.刘志成.竞技体操力学原理.北京：人民体育出版社，1987
(收稿日期：1998-09-02)
