影响男子排球运动员扣球起跳动作效果的动力学研究

影响男子排球运动员扣球起跳动作效果的动力学研究

李雯

昆明医科大学海源学院云南昆明650106

摘要：目的：研究男子排球运动员扣球起跳蹬地动作过程中，人体下肢的相关力学参数特征。对象：男子大学生排球运动员10名。方法：使用高速人体动作捕捉系统及三维测力台，对相关运动学和动力学参数进行采集。

关键词：男子排球运动员扣球起跳动作效果

一、前言

很多体育项目，如排球、羽毛球、篮球等，其起跳动作都属于非对称性起跳动作。在排球扣球中，运动员左右腿蹬地的力量是存在差异的，而这一差异有可能是影响人体起跳高度的决定因素之一。因此，对排球运动员扣球起跳这种非对称性起跳动作当中人体下肢的动力学相关特性进行研究，可以帮助了解人体进行此类动作的动力学机制，有助于提高起跳效果和防止运动损伤。

二、研究方法

1.研究对象

选取10名男子大学生排球运动员作为受试者（年龄21.2±0.79岁；身高188.7±4.7cm；体重83.8±8.1kg）。所有受试者在实验之前均身体健康且无下肢关节损伤史。

2.实验方案

本研究使用12台红外高速摄像机（T40－S，ViconPeak，Oxford，UK）对受试者的运动学参数进行采集，采集频率为200Hz。采用４块三维测力台（每块测力台大小为400×600cm，美国AMTI公司生产）记录起跳时地面反作用力参数，采样频率1000Hz。红外采集系统与三维测力台的坐标系坐标原点设为同一点，以助跑前进方向为Ｘ轴正方向，受试者左手指向方向为Y轴正方向，垂直地面向上为Ｚ轴正方向。

受试者采取４步助跑起跳方式进行测试，优势腿均为左腿。助跑起点距离测力台坐标原点5m，并以双脚均落在测力台测试区域内记为有效测试。测力台中心与球网的水平距离为1m，球网高度2.43m，每位受试者尽个人最大能力完成扣球动作，要求落地后身体不得触碰球网。每位受试者需完成三次有效测试，取其中起跳高度最大的一次进行分析。

3.数据分析

首先通过Nexus2.5软件将采集到的运动学与动力学原始数据进行预处理。使用巴特沃斯数字滤波器对原始数据进行滤波，运动学与动力学参数的截断频率均为20Hz。将预处理后的数据以＊.MAT格式导出，并利用MATLAB7.0软件进行相关的计算和处理，得到研究所需的运动学与动力学数据。

4.数据统计

利用SPSS19.0统计软件，对得到的运动学与动力学参数进行统计学分析。

三、研究结果

不同运动员表现出不同的力曲线特征，而这一特征也在一定程度上影响了其起跳的效果。对冲量差与起跳重心最大高度的相关性分析结果表明，两脚同时蹬伸时期，左右两侧肢体的地面反作用力冲量之差与重心最大高度呈显著负相关（r=-0.531，P=0.034＜0.05），即两侧肢体冲量差越小，起跳最大高度越高。

四、分析与讨论

从本次研究的结果可以看出，与CMJ或SJ的对称性起跳动作不同，在非对称性起跳动作的双脚同时用力蹬伸阶段，优势侧大于非优势侧，呈现出双脚用力明显不均匀的特征。而这也直接影响到运动员最后的起跳效果。由双脚冲量差与起跳最大高度的相关性分析结果可知，双脚冲量差越小则起跳高度越高。这种差异性很有可能是在起跳蹬伸阶段，人体重心集中于优势腿一侧的结果造成的。因此，在排球扣球起跳动作过程中，为获得更大的起跳高度，运动员应在保持重心平稳过渡的同时，尽量保证双脚的用力均衡。从下肢各关节合力矩的情况来看，膝关节合力矩最大，在扣球起跳过程中对提升重心高度起主要作用。而踝关节则主要起制动作用，是将水平速度转化为垂直速度的关键。

在排球扣球的起跳蹬地过程中，非优势腿不宜过早参与制动起跳，而应将水平速度保持到优势腿着地后再制动。非优势腿主要起维持身体平衡的作用。起跳蹬地过程中，双下肢地面反作用力的冲量差与起跳最大高度显著相关，应尽量保证双下肢蹬伸发力的同步性，以增强起跳效果。排球运动员髌腱炎的发病可能与较高的踝关节绕矢状轴力矩以及膝关节绕垂直轴力矩有关。

五、结束语

综上所述，加强对影响男子排球运动员扣球起跳动作效果的动力学研究的研究分析，对于其良好效果的取得有着十分重要的意义。因此在今后的过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献

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