浙江体育科学
ZHEJIANG SPORTS SCIENCE
1999年 第21卷 第3期 Vol.21 No.3 1999



艺术体操棒操单手前抛双棒技术的力学分析
严丽萍，张南山
摘要：对艺术体操棒操中单手前抛双棒动作进行力学分析，旨在提高抛接技术的准确性和稳定性，把握抛接动作的顺序、方向、用力时间和节奏，以便更好地完成抛接动作。
关键词：艺术体操；捧操；单手前抛双棒；运动生物力学
中图分类号：G834.24.6　　文献标识码：A
A biomechanical analysis of technique of Indian club
thrown by single hand in competitive rhythmic gymnastics
YAN Li-ping，ZHANG Nan-shan
(PE department of Hubin section,Zhejiang university,Hangzhou 310031，China)
Abstract：This article discusses the technique of Indian club thrown by single hand in competitive rhythmic gymnastics with biomechanical principle.The purpose is to develop the accuracy and stability of technique of thrown out and taken back,and to master the order,direction,time and rhythm of the technique of thrown out and taken back.
Key words：competitive rhythmic gymnastic;Indian club;sports biomechanics
1　引言
　　艺术体操棒操及棒抛接技术是火棒抛接技术中较难掌握的技术之一，而两根火棒能否同步，则是该项抛接技术成败或能否取得最佳效果的重要因素。在棒操中，抛接技术的准确性和稳定性直接影响着棒操的运动成绩，要提高抛接技术的准确性和稳定性，就必须使抛接技术动作符合一定的技术规范，并满足合理的动作结构和运动生物力学规律，有效地控制动作的顺序、方向、用力时间和节奏。因此正确描述艺术体操单手前抛双棒动作技术，并对动作结构及动作过程加以运动生物力学分析，有助于在教学与训练中正确地按照技术规格要求，掌握基本技术，建立正确的动力定型。关于艺术体操动作技术的力学分析，还少见研究报道或研究还不深入。因此，就棒操单手前抛双棒技术进行力学分析，旨从力学角度揭示其技术规律。
2　研究方法
2.1　文献资料法。查阅有关艺术体操抛接技术文献资料。
2.2　调查访问法。访问艺术体操和相关学科的专家、学者、教练员及运动员，征询有关问题的看法和意义。
2.3　运动技术力学分析法。运用运动力学原理进行技术分析。
3　技术分析
3.1　单手前抛双棒的动作结构特征
　　单手前抛双棒技术由预摆、抛棒和接棒三个部分组成(以右手为例)。其动作结构是：两脚前后站立，左脚在前，右脚在后，重心落于右脚，右手持双棒斜后举(即食指与中指，中指与无名指各夹一棒成自然挂垂)，预摆时以肩关节为轴，双棒由体后经体侧摆至体前，同时移重心至左脚，膝关节由曲到伸直，手臂伸直，腕关节控制，手指放松，当棒过身体垂直线时，手臂用力加速前摆，同时借助下肢用力经身体传至手臂，并发力获得抛棒的初速度。抛棒时，要借助蹬地、立腰、快速摆臂动作，使力量从下肢经身体运动链传至手指并最后作用于双棒。动作过程中要求身体与器械协调配合，并使抛棒的方向与落点准确，器械在空中平稳地转动，接棒时，手臂应积极主动向前上方伸展迎棒，并顺势下摆，以便缓冲。
3.2　单手前抛、接双棒技术的力学分析
3.2.1　预摆的技术分析。双棒的预摆、抛、接三大技术之间有着紧密的联系，预摆是抛棒的技术基础，预摆的目的是为了获得所需要的出手速度和运动幅度，摆动抛器械时，人体施加给器械的力可看成蹬地、紧腰与摆臂力的合成。棒从斜后举摆至体侧的过程用力应均匀，并要有一定的控制。当棒经体侧时，手臂用力加速摆至前上方。根据力学的功能原理：
得知：∑A＝E-E0　　　　　　　(1)
即：　　　　　(2)
　　　　　(3)
式中：∑F.S、Δh、v1是变量，所以棒的出手初速度受∑F.S、Δh、v1的影响。由于单手抛双棒的需要，两根棒同时出手，要求它们出手初速度相等，产生同步运动为最佳效果，并有利于最后接棒。根据公式(3)，要使两根棒同时出手获得相同的初速度，手对双棒的作用力和双棒的位移应相同。故正确的预摆，应以双棒为手臂的延长部分，前抛摆动要放松，手指夹棒小头不能过紧，两棒要紧靠摆动，出手瞬间两指用力大小一致，手指与棒的出手方向一致，出手后手臂及时制动，正对前上方。以保证双棒出手后的运行方向同步。但在练习中，往往出现不同步，其中最常见的原因是在预摆时，手指夹棒过紧，两棒前后或左右错开，手腕外旋或过于内旋，在出手瞬间作用于双棒上的力量大小不一致，有的即使双棒所受的力相同，但用力太突然或用力过猛。从而破坏动作节奏，不易控制双棒在空中的同步运行及运行的高度与远度。
3.2.2　单手抛双棒技术的力学分析。抛棒技术是整个前抛技术的重要环节，是决定能否高质量完成动作的关键。为使棒抛出后的方向具有准确性，在出手瞬间必须注意发力延伸至棒尾端，并使棒保持在同一垂直面内运动，以防止方向偏移或翻转的轴心不正及飞行时产生晃动，而双棒出手瞬间的角度选择则要根据运动员所做的动作、形式、内容和抛出方向以及连接动作的需要来决定。比如：高度一定时，站立抛跨跳接与跨跳抛跨跳接的出手角度的要求不同，由于抛接动作具有发展难度的潜力，可以千变万化，因此也不宜定出确定的出手角度和出手时机，即可因人因动作而异。一般来说，向前抛的动作臂摆至前上方时出手，向后抛的动作臂摆至垂直方向时出手，而向侧抛的动作，在摆至接近最高点时出手。本文主要分析单手前抛双棒动作。前抛双棒可看成由水平匀速运动与垂直向上匀变速运动的合成。棒从前上方抛出时的初速度可分解为两个相互垂直的分速度，一个是水平方向的速度，另一个是垂直方向的速度，所以双棒在空中既有向前运动又有垂直向上运动，这样就形成了抛物线的运动轨迹。双棒在空中除了绕与棒纵轴垂直的水平轴转动，棒重心还作受出手条件确定的抛物线运动。即：产生既平动又转动的运动效果。平动的速度大小，取决于出手前人体给予棒的作用力大小和作用时间长短，在作用力最大发挥时，延长力的作用时间能产生较大的初速度。但双棒在空中沿抛物线运动的同时，产生转动的原因在于出手前手给棒的作用力不通过棒的重心，其作用力矩使棒形成转动。根据动量矩守恒定律，物体在空中若不受外力矩作用，将保持原有的转动状态不变，要想增加棒在空中的旋转，必须加大出手前作用于双棒的转动力矩。当单手抛双棒时，到底抛多远，多高，则要根据所要做的动作需要来决定。当抛棒的高度相对固定，抛棒的出手点与接棒点高度不等时，比如站立抛跪立接与站立抛跨跳接的动作。站立抛跪立接动作其接点低于抛点，移动的距离相对远些；而站立抛跨跳接的动作，其接点高于抛点，移动的距离就相对近一些。
3.2.3　接棒技术的力学分析。接棒的成败直接关系到抛接动作完成的好坏，如果接棒失败，也将前功尽弃，所以接棒技术应加以重视，两手同时接棒的部位可以是棒的小头、棒颈或棒体，不管是接棒小头、棒颈或棒体，都要提前并伸手逆着器械旋转下落方向接棒，接棒后立即下摆缓冲，为下一个动作创造条件。当准备迎接双棒下落时，臂应积极主动前伸，在前上方顺势接住棒的某一部分，同时接棒臂要伸直，手接触棒后随即沿抛物线下摆或后摆，避免给连接动作带来偏离原抛物线轨迹的惯性阻力，只有这样才符合力学的动量原理。即：冲量一定时，力的作用时间越长，冲力就越小。提前伸手接棒可延长手触棒的时间，以减少冲力，因此，接棒时手迎着器械下落方向伸手，并且当手指触到棒同时顺势而下摆，并积极地握紧棒，这样才比较符合力学原理。
　　在完成抛接棒动作时，不但要求技术正确、动作稳定，同时还要求身体动作与器械协调配合，这样才能高质量地完成抛接技术。
4　结论
4.1　向前抛双棒的技术动作应在人体矢状面内完成，摆动时发力要均匀有节奏，使棒获得合理的初速度和出手方向。
4.2　体前抛双棒出手一刹那，发力要通过棒小头，抛的高度一定时，其出手角度根据移动距离的增加而减小，根据移动距离的减小而增大，从而正确地把握动作。
4.3　接棒时要提前伸手逆着棒旋转的方向顺势接棒，并随即缓冲，使棒继续后摆，避免抛物线中断而带来的惯性阻力。从而有利于顺利接棒和完成后续动作。
作者简介：严丽萍(1964-)，女，浙江温州人，浙江大学讲师.
作者单位：浙江大学 体育部，浙江 杭州　310031
主要参考文献：
［1］　黄美林，等.全国体院艺术体操专修教材［M］.人民体育出版社，1991.
［2］　体育学院通用教材.运动生物力学［M］.人民体育出版社，1995.
［3］　李良标，等.运动生物力学［M］.北京体育学院出版社，1995.
［4］　许洁.提高我国竞技艺术体操抛接器械稳定性的探讨［J］.北京体育师范学院学报.1993，(4).
责任编辑：梁瑾
收稿日期：1999-01-25

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