上肢对跳起单手肩上投篮出手速度的作用与影响

上肢对跳起单手肩上投篮出手速度的作用与影响 () J un. 2007 2007 年 6 月自 然 科 学 版山 东 师 范 大 学 学 报 ()第 22 卷 第 2 期 Journal of Shandong Normal UniversityNatural Science Vol . 22 No . 2 上肢对跳起单手肩上投篮出手速度的作用与影响 刘鲁君 王嵊海 ( ) 山东师范大学体育学院 ,250014 ,济南 ?第一作者 38 岁 ,男 ,硕士生 摘要 运用运动学和生物力学的原理 ,了跳起肩上投篮出手速度的产生过程 、投篮运行轨迹和入篮角的影响 ,进而阐述 了上肢的形态结构与跳投技术动作结构诸因素对出手速度的影响. ,简称跳投 ,是现代篮球运动中的一种非常普遍 、实效性很高的进攻技术 . 跳投与原地肩上投篮的上肢运动 跳起肩上投篮 基本相同 ,要求抬肘上伸前臂 ,手腕前屈 ,以指端拨球 ,最后通过食 、中指柔和用力将球投出 ,球出手后投篮手臂应用自然跟随 动用 . 由此可见 ,抬肘特别是手腕翻转抖屈和手指弹拨作用于球的力量是投篮发力的关键 ,是功能性动作 . 对抬肘与屈腕 、手指弹拨等动作方法在跳投中的研究 , 全面分析在水平与垂直方向上上肢对球的作用 , 论述上肢形态结 构与投篮技术动作对命中率的影响 ,其意义在于揭示其中一些规律 ,对篮球教学和训练提供理论基础和指导 . 1 研究方法 1. 1 文献资料法 参考前人研究的成果 ,运用生物力学 、人体解剖学等学科的原理 ,对投篮的上肢技术动作进行分析研究 . 1. 2 专家访问法 本文访问了从事篮球教学与训练的教授以及运动生物力学博士 ,就投篮的上肢动作与专家进行探讨. 1. 3 生物力学分析法 运用生物力学的原理 ,对跳投中的上肢动作进行分析 ,弄清该动作的运动生物力学规律 .2 研究内容 以球为考察对象 ,从身体升至最高点到球离手瞬间这段时间内的力学分析 . ) 1在垂直方向上 ,球受到重力作用和向上提肘过程中 ,上肢对球的向上的支持力 F作用 ,如图 1 ,球向上运动 ,垂直 1 ? 方向的和外力 F= F - G , F的作用通过球的重心 ,不使球发生旋转 ,它的作用效果是使球产垂直向上的加速度 a, 1 1 y ?? 进而产生向上的垂直分速度 V . y ) 2在水平方向上 ,球主要受到手腕前屈和手指拨球 F的作用 ,如图 2 ,水平方向的和外力 F有两个作用 : ?使 2 2 ??球在水平方向产生加速度 a,进而产生水平方向上的分速度 V . ?使球向正后方旋转 . x x 之所以发生旋转 ,是由于 F的作用力不通过球的重心 ,由于屈腕与手指弹拨球产生了手作用于球的摩擦力 ,属于偏心 2 ? 力 . 根据力矢平移原理 :力可以在平面内平行移动 ,而不改变其外效应 ,但是必须附加上一个相应的力矩 ,正是由于 F产生 2 ?的力矩 M ,使球发生后旋 . 因此 ,图 2 转化成图 3 ,其中 M 为球向后旋转的力矩 . ) 3F与 F共同合成为斜向上的总合力 F ,同时使球向后旋 ,如图 4. 同时 , v与 v合成为斜向上的出手速度1 2 x y ??? θθθv,其中 为出手角度 ,则 v= vcos, v= vsin,如图 5 所示 . 0 x 0 y 0 球离手后 ,其运动轨迹的运动学分析 : ) 1球出手后 ,在空间飞行过程中受重力的影响 ,因此成弧形运行轨道 ,通常称之为抛物线 . 假设空气阻力不计 ,则球在 θθ水平方向上做速度大小为 vcos的匀速直线运动 ,在垂直主向上做初速度大小为 vsin,加速度为 g 的匀减速直线运动 . 0 0 θ 设投篮水平距离为 S ,出手速度为 v,出手角度为 ,跳起后出手高度为 h ,可以得到0 2 2 2θθθ θ () S = [ vsincos+ v cosvsin- 2 g 3. 05 - h] g , v 与 S 成正比例关系 , v 稍有增加 , S 将变大 . 因此 ,随着投篮距离由近0 0 0 0 0 ) 2入篮角 :指球进入篮圈前一瞬间 ,其运动轨道所成的弧线在该点的切线与篮圈平面构成的夹角 αα ) (线 的斜率 k = tg, 32?39′<< 90?有研究明 ,入篮角小于 32?39′时 ,球不易进入篮筐. 若投篮的水平距 越大 ,抛物线弧度越高 ,则抛物线的坡度越陡 ,则 K越大 ,则入篮角变大 ;反之 ,垂直分速度越小 ,则入篮角 的动作是影响抛物线弧度的决定因素 . ) 3在实践运用中 ,抬肘中与屈腕 、手指拨球之间是紧密联系 ,而又相互影响 、相互制约的 . 这两个 的大小和方向 ,进而影响着抛物线的形状与入篮角. 实践证明 ,中等投篮弧线是最理想的 . 如果球的飞行 小 ,适当地增加向上提肘的力量 ,增加垂直分速度 ;如果球的飞行弧度过高 ,适当地减小向上的力量 ,减小 投篮距离由近变远 ,需要提高球的飞行弧度 ,因此必须增加上肢对球的作用力 ,使球的出手速度及球 出手后的球在垂直方向上与水平方向上的运动互不影响 、相互独立 ,但在垂直方向与在水平方向上 相同的 . 在比赛中 ,面对对方强有力的封盖 ,跳投队员依然可以通过提高球的飞行弧度使球落入篮筐 . 高 ,所以球的飞行时间增加 ,在投篮水平距离不变的情况下 ,需要适当减小水平分速度的大小 ,因而必须 球的力量 . 球的水平分速度减小 、意味着球的旋转减弱 . ) 4出手速度是矢量 ,有大小和方向 ,影响出手速度的各种因素 ,构成投篮命中率的理论依据 . 根据 和外力的冲量等于球动量矢量的增量 ,因此 ,球在出手前 , Ft = m v. 根据动能定理 :和外力对球所做 0 ?2 化 ,即 FS = 1Π2 mv. ?0 根据上述两个公式 ,其中 F 、t 、S 是影响出手速度的变量 ,通过分析这三个变量 ,探讨影响出手速 ? 和外力 F 因素有以下几点 : ?生理横断面积越大 ,肌肉收缩的力量越大 ,通过后天的练习 ,可使上肢 ? 变大 ,增加肌肉力量 . ?白肌肌纤维的收缩力量较红肌纤维的大 . 肌纤维的类型受先天的影响较大 ,通过 择白肌肌纤维百分比组成高的运动员 . ?肌肉越长 ,肌肉力量发展潜力越大 . 身高 、臂长是影响肌肉长度 运动角度与上肢的技术动作结构密切相关 ,肘关节和腕 、指关节的动作结构对提高投篮命中率起着至关重 投篮用力前 ,肘关节自然 、放松下垂 ,投篮距离越近 ,肘关节适当抬高 ,投篮距离变远 ,肘关节与肩关 垂直 ,有研究认为 ,肘关节稍向外偏离正中线 ,可以使投篮的出手速度更快 . 五指分开 ,空出手心 ,手腕后 用力时 ,肘关节上提 ,手腕前屈 ,使球通过指端柔和地投出 ,球出手后 ,上肢保持自然跟进 . 投篮用力前的 投篮的用力 ,如果用力前肘关节抬的过高 、小臂过分后仰 ,容易导致肘关节上提不充分 ,小臂向前方挥甩 物线低平 ,影响投篮命中率 . 上肢对球的作用时间 t 对出手速度的影响 . 作用时间越短 ,球易获得较大的作度 ;反之 ,作用时间越长 ,球的出手速度减小 . 故投篮距离越远 ,出手速度应越快 ;投篮距离变近 ,出手速度 作功距离 S 对出手速度的影响 . 在垂直方向上 ,作功距离有两方面的影响 . ?上肢向前上方的伸展 伸展充分 ,球易获得较大的动能 、出手速度 ,因此上肢较长的运动员占有一定的先天优势 . ?球离手后 ,作 . 在水平方向上 ,从投篮用力前手腕后仰到球离手后的手腕前屈 ,手腕作功的距离近似于一个半圆 ,半 的长度 ,因此 ,手掌越长 ,球越容易获得水平方向上的分速度. 3 结论与建议 ) 1抬肘与屈腕 、手指弹拔球是投篮的功能性动作 ,二者的作用如下 : α在垂直方向上 ,向上抬肘 FaV 抛物线弧度 入篮角,在水平方向上 ,屈1 y y ? t av xx F. 在篮球的单手投篮教学中 ,可以运用分解与完整结合的教学方法 : 在投篮的训 2?球向后旋转 形状 ,分析投篮的用力情况 ,为建立正确的动力定型打下基础 . ) 2出手速度决定着抛物线的形状和入篮角 . 上肢对球的作用力 、作用时间 、作功距离是影响出手速 这三个变量的影响因素对提高投篮命中率具有重要意义 . 4 参考文献 1 全国体育教材委员会. 运动生物力学M. 北京 :人民体育出版社 ,1996 . 166,168 2 王步标. 人体生理学M. 北京 :高等教育出版社 ,1994 . 57,62 ( ) () 3 王剑涛 ,徐玉明. 篮球投篮中球的旋转问题J . 山西师范大学学报 自然科学版,1994 , 3:71,75 ( ) () 4 王志刚. 篮球投篮出手后的随球动作对命中率的影响J . 湛江师范学院学报 自然科学版,2000 , 6:57,59 () 5 王嵊海. 单手肩上投篮技术的解剖学和几何学分析J . 山东体育科技 ,1990 , 3:11,15