男子100米自由泳途中游技术与推进力的变化研究（可编辑）

男子100米自由泳途中游技术与推进力的变化研究（可编辑） 男子100米自由泳途中游技术与推进力的变化研究 分类号: 单位 代码 :10727 密 级: 学 号:2009117西 安 体 育 学 院 硕 士 学 位 论 文男子 100 米 自 由泳 途 中 游 技 术 与推 进 力 的 变 化 研究 The Research on the Changes of Men's 100 Meters' Freestyle Swimming Skills and Propulsion学位申请人 齐海涛指 导 教 师 仲宇 教授 学科专业 体育教育 训练学 研究方向 游泳 2012 年 5月 学位独创性声明 本 人 呈 交 的 学 位 论 文 是 在 导 师 指 导 下 进 行 的 研 究 工 作 及 取 得 的 研 究 成果。 据我所 知, 除文中已 经注明 引 用的内容 外, 本论 文不包含错误! 链接无效。 其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作 做出重要 贡献的 个 人和集体 ,均已 在 文中做了 明确说 明 并表示谢 意。 论文作者:日期:学位论文版权使用授权书 本 人完 全了解 学校有 关保 留、使 用学位 论文 的规定 ,同意 学校 对 本 人 递 交 的 学 位 论 文 保 留 并 向 国 家 有 关 部 门 或 机 构 送 交 论 文 的 复 印 件和电子 版, 允 许在 校内和与 学校有 协 议的部门 公布论 文 并被查阅 和 借阅。 本 人授 权西安 体育学 院可 以将本 学位论 文的 全部或 部分内 容编 入 有关数据 库进行 检 索, 可以采 用影印、 缩印或 扫 描等复 制 手段保存 和 汇编本学 位论文 。 论文作者 : 导师: 日期:日期:男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 摘 要 游泳是一 项以力 量为基 础,技术 做保障 的运动 项目,在 游泳比 赛中要 想取得 优异的成绩不但要有良好的力量也应该有优越的技术。 游泳运动的技术评价包括 运 动学评价和动力学评价两种。 游泳运动途中游运动学技术评价主要是对运动员 途中游划频、 划幅进行评价; 游泳运动途中游动力学评价主要是对运动员途中游 中推进力和冲量进行评价。 目前对游泳运动员途中游技术的研究一般只停留在划 频和划幅 层面上, 很少对运动员途中游推进力和冲量进行研究。 在 100 米自由泳 途中游过 程中运 动员 技 术与 推进 力有何 变化? 一级运动 员与二 级运动 员在途中游 过程中 技术与推进力 有何差异?途中游的游速是运动员运动水平的综合体现, 游 速与 技术 参数和推进力 相关系数是多少, 游速与哪个参数更相关, 是否能 建立游 速与划频、 划幅、 推进力的回归方程?目前关于这方面的研究还是空白, 得到这 些参数对评价运动员的技术动作, 指导运动员的科学训练, 提高运动员的成绩具 有重要的意义。 本文用文献资料法、 实验法、 数理统计法 、 分析法对4 名一级 100 米自由泳 运动员和 7 名二级 100 米自由泳运动员 100 米 自由泳途中游每 25 米 段的 技术参 数和动力学参数 进行分析研究, 得出: 在 100 米自由泳过程中 (1 ) 要提高运动员的运动水平提高运动员途中游的划频是必不可少的条件。 (2 )要提高运动员的运动水平保持途中游的划水效果是必不可少的条件。 (3 )要 提高运 动员的 运动水平 提高运 动员的 途中游的 推进力 是必不 可少的 条件。 (4 )要 提高运 动员的 运动水平 保持良 好的对 水的作用 效果是 必不可 少的条 件。 (5 )推 进力是 保证高 划频、高 游速、 好的对 水作用效 果的源 泉,训 练中更 要注重力量训练, 运动员的划频与划幅应合理配 置, 在保证高划频的同时还要注 意保持好的划水效果。 (6 )通过方程游速0.014?划频+1.129?划 幅+0.017?推进 力 -1.021,知 道其中三个变量可以对另外一个变量进行评估。 关键词 : 划频; 划幅 ;推进力 ; 冲量 ; 相关性 论文类 型: 应用性研究 I 男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 Abstract Swimming is a sport that has to need strength as the foundation and the security of the skills, and in the swimming to get excellent results not only has good strength but also has the superior skills. Skills evaluation of Swimming includes dynamic learning evaluation and dynamics evaluation of two kinds. Kinematics technique evaluation of swimming is mainly to evaluate stroke frequency, stroke rate when the athletes swim ;Dynamics evaluation of swimming is mainly to evaluate propulsive force and impulse when the athletes swim. At present, Researching on swimming skills that the swimmers have on swimming generally only remains in stroke frequency and stroke length level, rarely to research on propulsive force and impulse when athletes swim. In the 100 meters freestyle swimming , what has changes on skills and propulsion of athletes at swimming? Between Level 1 and level 2 athletes, what has differences of skills and propulsion during swimming. Swimming speed is the comprehensive embodiment of athletic level of athletes, how much is Correlation coefficient of between swimming speed and skills parameters , propulsion .which parameters are more relevant with swimming speed, whether to can get regression equation of the swimming speed and stroke frequency, stroke length, propulsive forceOn the current, the research of this aspect is blank, these parameters have the vital significance for evaluating the athlete's technical movements, guiding the scientific training of athletes and improve the grade of the athleteThis article with the literature material method, experimental method, mathematical statistics method and analysis method analysis on skill parameters propulsion parameters single cycle impulse of every 25 meters section during the 100-meter freestyle swimming for four level 1 100 meters freestyle athletes and seven level 2 100 meters freestyle athletes, and draws :in the 100 meters freestyle process,1 Enhancing strokes frequency in the swimming is an imperative toimprove level of the athlete2 Keeping swimming stroke on effect is an imperative to improve the level of the movement of athletes3 Enhancing the athlete's swimming propulsion is an imperative to improve the level of the movement of athletes 。 4 Keeping good to the action of water effect is an imperative to improve the level of the movement of athletes5 Propulsive force is source to guarantee high stroke frequency, high speed, good effect of water, training should pay more attention to the strength training of athletes, stroke frequency and stroke range should reasonable configuration, in ensuring a high stroke frequency at the same time we must pay attention to keeping good sculling effect6Through the equation :swimming speed 0.014 ?stroke frequency + 1.129 X2 ?stroke rate + 0.017?propulsion-1.021, it is known that three of the variables II 男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 can assess another variablesKey word : frequency of stroke ;range of stroke ; propulsion ; impulse ;correlation Type of Thesis :Application Thesis III 男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 目 录1. 前言1 1.1 问题的提出? 1 1.2 研究的目的和意义 2 2. 文献综述„3 2.1 力量、冲量的综述 3 2.2 游泳技术综述4 2.3 对游泳推进力和冲量的研究现状 5 2.4 对自由泳手臂 技术的研究现状? 6 3. 研究对象与研究?7 3.1 研究对象7 3.2 研究方法??7 3.2.1 文献资料 法??7 3.2.2 实验法 7 3.2.3 数理统计法 103.2.4 分析法 10 4. 结果与分析??10 4.1 运动学参数分析??10 4.1.1 运动员途中游划频分析??10 4.1.2 运动员途中游划幅分析12 4.2 动力学参数分析?14 4.2.1 运动员推进力分析 14 4.2.2 运动员单周期冲量的 分析 17 4.3 运动员游速、 技术参数、动力学参数相关性分析??194.3.1 游速与划频、 划幅、 推进力冲量相关 分析 ?19 4.3.2 划频与划幅、 推进力、 冲量相关性分析??20 4.3.3 划幅与推进力、 冲量相关性分析??20 4.3.4 冲量与推进力相关性分析20 4.4 游速与划频、 划幅、 推进力回归性研究??21 5. 结论与建议??22 5.1 结论??22 5.2 建议??22 6. 致谢?23 7. 参考文献?24 8. 附件„„?27 9. 攻读学位期间取得的研究成果?29 10. 承诺书 ?„„?30 IV 男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 1 前言 1.1 问题的提出 100 米自由泳是当今游泳比赛中涉及到最多的比赛项目, 有男、 女 100 米自 由泳,男、女4?100 米自由泳接力,男、女 400 米混合泳,因此 100 米自由泳 是我们应该非常重视的运动项目。 爬泳又称自由泳, 在当今的游泳比赛中并没有 设立爬泳这个比赛项目, 由于爬泳在所 有泳姿中是速度最快, 最节省能量的泳姿, 因此在自由泳比赛中运动员都选择爬泳作为比赛泳姿, 故而自由泳成为爬泳的代 名词。 我国游泳运动曾经取得过辉煌的成就, 在第 7 届世界游泳游泳锦标赛中我 国运动员拿到12 块金牌,打破5 项世界纪录,震惊世界泳坛。在巴塞罗那奥运 会比赛中我们运动员也拿到 4 块金牌的优异成绩, 悉尼奥运会中国队与奥运金牌 无缘, 雅典奥运会中仅得一块儿金牌, 北京奥运会我们只拿到一块儿金牌。 从目 前我国运动员在国际比赛中取得的成绩来说我国的竞技游泳运动还处于低谷阶 段, 我国游泳选手与世界选手的差距越来越大, 如何重塑中国游 泳昔日的辉煌是 每个游泳工作者的梦想。 要想提高游泳运动员的运动成绩, 要从减小阻力和提高推进力两个因素中考 虑, 减小阻力靠改进动作技术, 提高推进力靠增大力量, 因此游泳运动成绩的提 高力量是基础,技术是保障,在游泳比赛中要想取得优异的成绩不但要有良好的 力量也应该有优越的技术。 力量是指人体神经肌肉系统在工作时克服或对抗阻力 ?1? 的能 。 力量素质是最基本的身体素质, 力量训练是体能训练的重要组成部分。 游泳的力量训练包括陆地训练和水中训练两种形式, 不管用何种方式训练其最终 目的是提高运动员途中游的力量, 对于游泳运动而言运动员的 力量最终表现在水 中的推进力上。 途中游力量变化的大小更能说明运动员力量素质的好坏和技术水 平的高低。 在途中游的过程中一级运动员和二级运动员推进力大小是多少?推进 力在途中游过程中有何变化, 变化的大小及变化是多少, 一级运动员和二级运动 员推进了有何差异?冲量是动量的变化量,是一个过程量, 冲 量 表 述 的 是 力 量 对 物 体 作 用 一 段 时 间 的 积 累 效 应 的 物 理 量 , 游 泳 运 动 员 但 周 期 的 冲 量 越 大 说 明 运 动 员 在 一 个 动 作 周 期 内 对 水 的 作 用 效 果 越 好 , 更 能 推 进 运 动 员 前 进 。 在 运 动 员 途 中 游 的 过 程 中 一 级 运 动 员 和 二 级 运 动 员 的 单 周 期 冲 量 的 大 小 是 多 少 ? 运 动 员 途 中 游 单 周 期 的 冲 量 有 何 变 化 ? 变 化 多 少 ? 一 级 运 动 员 和 二 级 运 动 员 途 中 游 的 单 周 期 冲 量 有 何 差 异 ? 目 前 尚 不 明 了 。 本研 究以运动员途 中游的力量、 单周期的冲量变化为对象去揭示 100 米自由泳运动员途中游推进力 和单周期的冲量变化的大小和变化规律, 以及一级运动员与二级运动员途中游的 推进力和单周期的冲量相比差异性,为以后教练员和运动员力量训练提供参考, 在训练时是否更应该注重力量训练。1 男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 游泳技术是运动员取得优异成绩的保障, 游泳训练逐渐从能力训练向技术训 练的实效性和适用性转移, 因此研究分析运动员水下技术特征尤为重要。 游泳腿 部技术动作分为向下打水和 向上打水两部。 游泳的手臂技术动作技术分为入水抓 水、 抱水、 推水和空中移臂四个部分。 自由泳两臂配合技术有三种形式即前交叉 ?2? 技术,中交叉技术,和后交叉技术 。途中游手臂技术分析指标主要有划频、 划幅、 两臂配合形式。 划频是指单位时间内划水、 大腿或蹬腿的次数 (自由泳和 仰泳统计单臂) ,划频是游泳训练中的必测指标,增加划水频率可以提高游进速 度。 划幅指一个动作完成后身体游进的距离, 划幅是主要反映运动员划水效果的 物理量, 途中游过程中运动员的划幅越大运动员的划水效果越好。100 米自由泳 途中游过程中每25 米段运动员划频,划幅有何 变化?一级运动员与二级运动员 途中游过程中划频和划幅有何差异?在游泳运动中运动员的成绩好坏主要反映 在途中游的游速上, 在运动员途中游的过程中游速与划频、 划幅、 推进力、 冲量 是否具有相关性,相关系数是多少, (相关性是指两个变量之间存在着实际的相 互影响、 制约关系, 即 其中一个变量的变化就会牵动或影响另一个变量也发生某 种程度的变化, 但是这种影响却无法由一个变量的已知值, 精确的求出另一个变 量的确定值,这种关系我们称变量之间为相关关系,两个变量存在相关关系时, 称两个变量相关。 相关系数是表示两变量间直线相关的密切程度和相关方向 的统 计指示, 用符号r 表示, 相关系数是一个无单位量, 其取值范围为-1?r?1,| r|越接近1,表示变量间的线性关系越密切,反之,|r|越接近 0,表示相关 ?3? 关系越疏远。 ) 游速与划频、 划幅、 力量、 冲量哪个更相关。 划频与途中游的 推进力、 划幅、 单周期 的冲量是否具有相关性, 划频与划幅、 力量、 单周期冲量 哪个更相关, 相关系数是多少?划幅和力量、 单周期的冲量是否相关?目前尚不 明了。 这些指标都是游泳技术鉴定的重要指标, 得到这些指标能为运动员和教练 员训练提供数据参考, 在运动员训练中更具有针对性, 避免运动训练中的盲目性, 更快更 好的提高运动员的运动水平。 1 .2 研究目 的和意义 本研究主要揭示 100 米自由泳运动员途中游的推进力、 单周期的冲量、 划频、 划幅的变化特征,一级运动员和二级运动员的这些参数有何差异进行比较分析。 同时还要对游速与划频、 划幅、 力量、 冲量的相关性进行研究分析, 得出游速与 划频、 划幅、 力量、 冲 量的相关系数, 了解游速与那个变量更相关, 建立游速与 划频、 划幅、 力量的回 归方程, 了解划频与力量、 划幅、 划幅的相关 性和相关系 数, 划幅与力量和冲量的相关性和相关系数。 意义: (1) 了解100 米自由泳运动 员途中游每25 米段推进力和单周期冲量的 变化情况,一级运动员和二级运动员 推进力和单周冲量有何差异, 为以后运动员和教练员力量训练提供理论依据, 更 好的指导运动员和教练员的力量训练。 (2)了解100 米自由泳过程运动员每 25 2 男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 米段划频和划幅的变换情况, 一级运动员和二级运动员划频和划幅的差异性。 (3) 了解100 米自由泳运动员游速与划频、 划幅、 力量、 冲量的相关性, 找出相关系 数, 看哪个变量与游速更密切, 为以后运动员和教练的力量训练和技术训练提供 参考, 更应注重哪些训练, 避免训练的盲目性, 更好、 更快的提要运 动员的成绩。 2 文 献 综述 2 .1 力量、 冲量的综述 力量是运动技术评价中动力学评价的重要参数。 力量是指肌肉收缩对 抗和克 服阻力的能力, 人体的所有运动几乎都是对抗阻力而产生的, 所以良好的力量素 质是取得优异成的重要基础。 依据力量素质与运动员体重的关系把力量素 质分为 绝对力量和相对力量, 绝对力量是指肌肉最大用力收缩时产生的力量, 绝对力量 ?1? 的大小与体重有关,一般情况下,体重越大的运动员绝对力量就越大 。相对 力量又称比肌力, 是指单位生理横断面积肌肉最大收缩时产生的力量, 通常把每 千克体重所能克服的阻力称为相对力量。 力量耐力是指肌肉收缩对抗阻力过程中 抵抗疲劳的能力。 大强度短时间 (1 分钟左右) 的运动是以糖酵解功能为主要供 能系统的运动, 在运动的过程人体大量的乳酸堆积, 从而导致肌肉工作能力下降 ?5? 。游泳推进力是指人用手臂和腿与水的反作用力来推进人体前进的力。游泳 的推进力可划分为阻力推进力与升力推进力两种类型, 阻力推进力是根据牛顿第 三定律作用力与反作用力定律, 人在游进时手腿通过对水的反作用力从而得到人 ? ? 6 体向前游进的推进力 。阻力推进力的基本原理是肢体通过划水、打水或蹬 水 对水施加作用力, 肢体动作的效应是将人体的冲量作用于水, 使水粒子的动量改 变, 人体则受到水给的反冲量, 从而推进身体前进。 升力推 进力是利用升力的原 理获得推动人体前进运动的一种推进力, 升力推进力理论是康西尔曼和布朗提出 的, 根据伯努利定律 ( 流体运动部分产生的压强要比它周围静止部分产生的压强 小) , 游泳划手时, 手 背的背部流速慢, 这样就造成手背和手掌的压强差, 产生 ? ? 6 一个升力,这个升力与手收到的阻力形成了推动身体前进的力 。 根据升力推 进力的原理,要想获得最大升力,关键在于:1 手掌对水倾斜攻角的角度,2 手 掌的手型与面积,3 相当于手掌的水流速度。 游泳是在水中进行的一项运动, 水的密度是空气密度的 800 多倍, 水的粘滞 性在 26?C 时是空气的 28 倍, 游泳时一切动作都会都会受制于水粘滞性因素形 成阻力作用,同时体格大的运动员体表摩擦阻力和外形阻力以及惯性阻力就越 大, 人体在水中运动时所要克服的阻力要比在空气中大的多, 因此研究运动员途 中游推进力的变化和游速的关系对游泳运动员进行技术评定更有说服力和意义。 人体在游泳时要想提高游速必须有足够的力量产生推进力, 要想游的更远游的更 3 男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 快必须有足够的耐力, 人体推进力的大小和维持推进力的能力是游泳时维持游速 和游距的重要因素之一。 冲量是力对时间的积累, 作用力越大作用时间越长力的积累效应越好。 游泳 的推进力是靠肢体对水作用力的力量积 累效应得到水给人的反作用产生动力的, 一般情况下游泳者对水的作用力越大, 作用时间越长得到水的反冲量就越大, 在 单个技术动作周期内运动员冲量越大对水的作用效果越好,得到的反冲量就越 好, 人体得到前进的推进效果就越好, 游的也就越快。 因此冲量是游泳技术评价 体系中动力学评价的重要指标。 2 .2 游泳技 术综述 研究表明,奥运会游泳比赛前 8 名与未进入决赛的运动员相比,差距不在划 水力量上,而是在技术上,前者比后者身体更趋流线型。 俄罗斯的科研人员把游泳 称为“是一项以生物力学与生理相结合的运动,生物力学效率是游泳运动员成功 最重要的因 素” 。游泳训练首先是技术,训练必须以技术为中心, 训游泳技术对提 ?7? 高竞技游泳能力的作用近年来有了新的认识 。 在美国,对于游泳技术的理解已 经获得了共识:游泳是一项以技术为驱动的运动项目。技术训练是一切运动训练 的基础,技术训练可以有效地保证运动员竞技水平的稳定发挥。 在澳大利亚,人们 认为游泳是一项技术驱动的运动。对游泳比赛、训练中的技术诊断,通过优化技 术提高动作效率, 就成为提高游泳运动员竞技水平的关键因素。在游泳技术诊断 中从运动学评价常用参数有持续时间(动作过程中的时间量度) ,运动节奏(运 动中各部分时间之比) , 运 动频率 (单位时间内动作所重复的次数 ),速度 (运动 物体的位置坐标随时间变化值) 。自由泳腿部动作分为向上打水和向下打水两部分, 向上打水是指向下打水结 束腿向上抬起到下一次对水产生作用力, 向上打水时腿部不产生推进力。 向下打 水是指腿开始对水产生作用力到腿部产生作用力的结束,向下打水时产生推进 力。 对腿部的技术评价指标有打腿频率和打水幅度。 自由泳手臂动作分为入水抓 水、 抱水、 推水和空中移臂。 入水和抓水是指手入水直到手掌开始向后抱水为止。 抱水是指手掌抱水向后运动到手臂屈至水下与水平方向接近90?,这个过程是产 生推进 力的第一个时段。推水是指手臂屈至水下与水平方向接近 90?到手尖出 水的过程, 这个阶段是手臂产生推进力的第二个阶段。 空中移臂是指手尖出水到 手尖再次入水的时间, 这个时间段手臂不产生推进力。 两臂配合有三种形式即前 交叉、 中交叉和后交叉。 前交叉是指一臂入水时令一臂在肩前方, 与水平面成锐 角。中交叉是指一臂入水时另一臂划至肩下,与身体大约成 90 ?。后交叉是指 一臂入水时另一臂划至腹下, 两臂成钝角。 三种交叉技术有不同的特点, 一般认 为前交叉身体流线型好, 节省能量, 比较适合长距离比赛。 中交叉和后交叉技术 运动员作用力均匀, 能更好的发 挥游泳运动员的力量, 所以比较适合短距离比赛。 4 男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 运动员三种交叉技术的选择要根据比赛的项目而定。 游泳是体能主导类周期性重 复性运动员项目, 其技术评价特点是评价单个周期动作的合理性, 动作技术的熟 练程度,动作技术的经济性和效益性,其最终体现在途中游的游速上。 2 .3 对 游泳推进力和冲量 的研究现状 对游泳的推进力研究国内外都有, 游泳推进力是指人用手臂和腿与水的反作 用力来推进人体前进的力。 目前研究游泳力量变化和游速关系的并没有发现。 就 目前所收集的资料来看对游泳的推进力和阻力大研究方法很多。计算流体力学 (CDF )引用到游泳中 来,用 CFD 可以准确 模拟手和臂周围的流体流动,计 算 手产生的推进力大小及阻力大小。1996 年 Bixler 和 Schloder 通过采 用 CFD 分析 平圆板的二维加速运动情况认为 CFD 应用于 分析游泳运动的三维情况是可能的 ? ? 6 。1999 年美国工程 师柏瑞比克就从事采用计算流体动力学分析软件CFD 系 统模拟手和臂在水中运动情况的研究, 他研究了上肢如何产生推进力的问题, 并 了手和前臂的模型, 通过跟踪流经手和臂的单束水分子方法对手和臂周围水 流情况进行了初步的了解,但是他所进行的试验仍是在定常流动条件下进行的, 他指出划水的力 学原理还有待进一步研究和认识。Hollander 等(1986 )和 Tous saint 等(1988)在 25m 游泳池内设计了用力传感器进行自由泳运动分析的动态 阻力测量系统(MAD 系统),测得了自由泳划水的平均推进力;前苏联的 S.V. Kolmogorov 和 //.lishcheva (1992) 则通 过在运动员自由游进时拖一个已知 阻力的方法,计算了 4 种泳式的 73 名运动员的平均动态阻力和阻力系数。 近几年国内一些学者对游泳的推进力阻力进行了研究,2002 年北京体育大 学老师许奇 对游泳中阻力与推进力问题的研究进行了综述 , 系统的阐述了游泳过 ?8? 程中阻力和推进力的分类,以及阻力和推进力的关系 。2005 年上海体育学院 博士生仰红慧利用自己的设计的装置设备对蛙泳技术对阻力及推进力进行了分 ?9? 析研究,得出蛙泳推进力和阻力的动态特征 。2005 年西安体院仲宇老师从理 论上阐述了对游泳推进力与阻力测试系统的研制进行了分析论证, 阐述了测力系 ?10? 统的原理、 方法和应用 。2006 年清华大学工程力学系研究生王新峰对短距离 竞技游泳运动的推进力最优化分析进行了初探, 通过建立竞技游泳运动的动力学 模型和能量转换模型,并运用最优控制理论对于在给定时间内 所游进的路程进行 了最优化分析,结合奥运会记录和前人实验结果推导出在一定假设和限制条 件下 ?11? 推进力的最优解, 得到了与实际情况吻合的最佳速度和体能分配 。2008 年仲宇老师用自己研究出来的设备对自由泳配合技术与划臂、 打腿推进力进行了 测试与分析, 得出自由泳完整配合技术产生的推进力与划臂、 打腿产生的推进力 ?12? 之和的比例关系,同时也实际验证了测力系统的可行性 。从目前国内的研究 状况来看对游泳推进力力量研究还处于初级的理论阶段, 部分用来实践, 但是并 没有对游泳过程中运动员的力量变化进行分析探讨。 关于对于游泳途中游 的冲量 5 男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 变化的研究目前搜集的资料来看还是空白。 游速是运动员游泳技术的综合体现游 速与途中游力量和冲量是否相关,相关系数是多少,目前的研究还没有涉及到。 本研究就游泳测力仪对 100 米自由泳途中游推进力和单周期的冲量进行分析探 讨, 同时探讨游速与途中游推进力和单周期冲量的相关性, 填补这方面研 究的空 缺。 2 .4 对自由 泳技术的研究 现状 从目前对自由泳手臂技术的研究大都是关于途中游划幅、 划频和游速的变化 情况, 也有些对不同距离游泳手臂交叉配合技术进行研究, 很少有对运动员手臂 分解动作进行解析研究。 大多都学者对运动员途中游速度的下 降归纳为划频的下 降和划幅下降导致的, 并没有对自由泳途中游各阶段手臂和腿的动作进行动作解 析, 去认识不同的途中游阶段手臂分解动作在整个动作周期的时间比率, 以及在 途中游阶段这种比率的变化情况。 对手臂配合技术研究得出的观点不一样, 目前 澳大利亚运动员一般利用中前交叉技术, 澳大利亚研究者认为前交叉技术能减少 人体的阻力, 游进过过程能节省能量, 澳大利亚运动员用前交叉技术取得了不俗 的成绩。 美国运动员大多用后交叉技术认为能充分发挥手臂的力量, 并保持平稳 的身体姿势, 目前美国运动员在游泳运动员在奥运会比赛中仍是一枝独秀。 对自 由泳途 中游划频、 划幅的分析国内外都很多。HUUBM.TOUSSAINT 等人从生理 ?13 ? 学的角度分析了 100 米自由泳途中游划频和划幅变化的原因 。 YannickA.Aujouannet,Marco Bonifazi 等人研究了高强的训练情况下高水平运动 ?14 ? 员的划频和划幅的变化情况 。 //.skinen 和 //.kinen 研究 了血乳酸对 ? ? 15 自由泳游泳心率和游速的影响 。 LUDOVIC SEIFERT,DIDIER CHOLLET, 研究 了不同水平运动员途中游划频和划幅的变化。F.POTDVIN 和 B.BRIL 对自由泳 划频和配合技术进行了分析研究。 目前国内对自由泳途中游划频划幅的研究有仲 宇老师对在 50 m 自由泳比赛中运动员游速、划频和划幅进行研究,得出的比赛 速度、 划水频率和划水幅度均在下降, 影响速度下降的主要原因是由划频下降造 成的,此后又对不同水平女子运动员 50 m 自由泳途中游速度和划频、划幅变化 ? ? 16 进行研究 。 殷玲玲 对中外 100 米女子优秀运动员进行技术分析。 李旭鸿,杨红 春等人分析了不同距离对自由泳运动员划臂配合技术的影响, 完整配合技术有中 ? ? 17 段距离大多采用 。 1981 年张雄根根据 727 名 不同级别游泳运动 员状态的研究, 建立了反映各种泳式运动员配合游成绩与同距离打腿速度及划臂速度的特征模 ? ? 1 型 。上海体育科研 所余卫东对运动员 100 米自由泳主项和翼项的相关性进行 了研究,得出 100 米自由泳主项的运动员和 50 米翼项相关性更大。的国内外对 游泳途中游划频、 划幅和手臂交叉技术研究的较多, 对游泳的游速与划频、 划幅、 力量、 冲量的相关性和回归性研究还没有。 本研究不但对运动员 100 米自由泳途 中游划频、 划幅进行研究, 一级和二级运动员划频、 划幅的比较研究, 还要对途 6 男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 中游的游泳与划频、 划幅、 力量、 冲量的相关 性进行研究, 划频与划幅、 力量的 相关性进行研究,划幅与力量、冲量的相关性进行研究。 3 研 究 对象 与研 究方 法 3.1 研究对象 研究对象为 11 名男子 游泳运动员,其中一级运动员为 4 名,来自陕 西省游 泳运动队一线队员。二级运动员为 7 名,来自 西安体育学院运动系 10 级游泳专 修队。 运动员个人信息统计如表 1。 表 1 运动 员个 人信 息统 计表 年龄训练年 限 身高 体重 100 米 自运 本次测 试 动等级 成绩 16 6 178cm 56kg 1 齐某 一级 57?80 2 李某 15 5 178cm 59kg 一级 56?67 3 孙某 17 7 185cm 82kg 一级 58?60 4 王某 17 7 183cm 65kg 一级 54?80 21 6 180cm 80kg 5 程某 二级 67?02 6 林某 21 10 172cm 57kg 二级 66?27 7 郭某 19 7 175cm 65kg 二级 64?88 8 陈某 20 7 177cm 70kg 二级 63?22 18 7 172cm 80kg 9 刘某 二级 65?06 10 冯某 23 8 183cm 75kg 二级 64?48 11 李某 18 6 178cm 59kg 二级 61?06 四名一级运动员本次测试平均成绩为 56.9 秒,七名二级运动员本次测试平 均成绩为64.5 秒, 因运动员水中蹬边出发 ,本次测试成绩达到 一、二级运动员 男子100 米自由泳 运动等级。 3.2 研究方法 3.2.1 文 献资 料法 查阅国内外关于游泳力量和手臂动作技术分析的书籍、 论文等相关资料, 了 解目前国内外对自由泳推进力的研究方法和理论, 对运动员途中游动作技术的研 究方法和理论, 吸取最近几年国内外对游泳技术的研究方法和理论为本研究提供 理论依据。 3.2.2 实验测试 法 运用高速摄像机对运动员 100 米有进过程进行 全程拍摄, 用游泳测力测试仪 对游泳运动员进行力量测试。 3.2.2.1 实验器材及器材参数 器材:高速摄像机, 测力仪,电脑,信号灯,皮尺,秒表,皮带。7 男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 高速摄像机: 型号:CASIO EX-FH 25 ; 制造 商: 日本; 本次拍摄帧 数:120 帧。 测力系统主要有测力仪和数据采集与视频解析软件组成(安装电脑上)。 测力仪: 电阻应变式称 重传感器型号:GGC-16 型; 制造商: 秦机机 集团宝 鸡仪表有限公司; 主要参数: 灵敏限不大于 0.02??R?O, 输出灵敏 度 2mv/v? 10 ?。 数据采集与视频解析软件:软件的主要功能有,1 对拉力进行记录和保存, 2 对测试数据进行分析,主要是对某一阶段的冲量进行计算。 3.2.2.2 测力系统工作方法和原理 运动员在水中游进拉传感器, 传感器把拉力传送给电脑, 数据采集与视频解 析软件以每0.1 秒 15 个数据在excel 文档中记录拉力数据, 在 word 文档中显示 拉力曲线。(开始和结束分别用信号灯亮为标志,work 和excel 文档中自动 显 示信号灯标记,word 和excel 文档中的数据同步) 。测力系统校正 方法是分别 用10 公斤和20 公斤的杠铃片测试游泳测力系统, 校正数据: ?0.5%。 测力系统 数据可靠。 3.2.2.3 视频拍摄 拍摄途中游场地布置 本次实验在泳道长为 25 泳池中进行 ,25 米池是国际比赛标准泳池之一,100 米自由泳等级标准 25 米池与50 米池运动员等级相差 1 秒, 差别不大 。 在运动员 测试的泳道内距泳池两端的两侧分道线上 5 米处做明显标志, 目的是减去出发和 转身阶段的5 米游段, 取途中游的 15 米段 的三个动作周期途中游是指在游泳比 赛中除去出发、转身、冲刺阶段,运动员正常游进的阶段,减小转身和出发技 术对数据统计的影响。 拍摄方法在运动员游进时用高速摄像机拍摄运动员 100 米 游进的全过程。 如图 1 所示:游泳 池 25m5m15m 5m 图 1 拍 摄途 中游 场地 布置图 3.2.2.4 推进力测试 测力场地布置 ,如图 2 所示。8 男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 1 4 3 2 图2 测 力场 地布 置图 场地介绍:1 游泳池 2 电脑 3 测力仪 4 运动员 运动员与测力仪之间用直径为 5mm,长 5.55m 钢丝绳连接, 测力仪传感器挂 点距离游泳池水面高度 0.4m,拉力绳与水面角度为 4.13?,cos4.130.9974 , 拉力绳与 水平的角度对测力产生的影响极小。 3.2.2.5 实验步骤 1 对 11 名运动员 100 自由泳进行单个现场测试, 记录测试时间, 用 高速摄 像机 (120 帧) 对运动员 100 米自由泳过程进行全程拍摄, (运动员听到发令信 号后蹬边出发,运动员用最快速度游完 100 米)。 2 运动员体力恢复后用 游泳推力测试仪对 11 名运动员进行单个拉力测试, 方法是与传感器相连的拉力绳绑在运动员腰间, 运动员用游 100 米自由泳的测试 时间游进拉测力仪, 在测力的过程中运动员全力拉测力仪, 运动员的动作 节奏和 途中游的节奏保持相近。 在测力的过程中用高速摄像机 拍摄运动员固定游拉力过 程, 运动员拉拉力绳慢慢游起来, 运动员看到信号灯亮开始全力拉测力仪, 电脑 操作人员操作软件开始进行力量测试。 3.2.2.6 实验的时间和地点 实验时间为 2011 年 10 月 20 号下午两点, 地点在陕西省游泳中心游泳馆 25 米训练池。 3.2.2.7 测试指数 (1)用会声会影软件(Corel Video Studio Pro X4 )对途中游的划频、划幅 进行统计。 具体方法: 途中游划频和划幅的统计方法,1、 先计算出途中游 25 米 段中间 15 米的游速 (之所以取中间 15 米段距离是为了减小运动员在出发和转身 后的前 5 米对实验数据带来的影响) , 方法是 用会声会影软件对途中游视频进行 解析, 当运动员头部进入一端 5 米标志线为准, 开始计算时间, 在运动员头部到 另一端 5 米标准线为准, 停止计算时间, 得出 15 米段的时间, 由游速 路程?时 间得出 15 米段的游速。2、计算途中游的划频,在取游速的 15 米段中取 3 个自 由泳动作的周期,根据视频得出三个动作周期所用的时间。用划频 划水次数? 9 男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 时间得出途中游的划频 (自由泳划频统计单个手臂次数计算动作频率,3 个动作 周期 6 次划水,除以三个动作周期所用的时间即为此段的动作频率)。(3)在 根据划幅 游速?划频得出 途中游划幅(本次计算出的划幅为自由泳单个手臂的 划幅)。用这这种方法依次计算出 4 个 25 米段途中游的划频和划幅。高速摄像 机拍摄 120 帧每秒,常速摄像机的拍摄速度为 30 帧每秒,因此高速摄像机拍摄 的视频在播放器中的播放 4 秒时间相当于常速摄像机拍摄的视频在播放器中播 放 1 秒的时间(实际时间),在用会声会影计算时间时均要乘以 0.25 才能得出 实际的时间。 (2)用 Excel2003 软件对测试 推进力进行统计,方法是: 根据拍摄视频得 出运动员 100 米途中游过程每 25 米段所用的时间取测试力量所对应的时 间的力 量, 用 excel 软件计算 运动员每 25 米段的平均力量。 在 excel 中取运动员一个周 期的力量,制作力量周期图, 然后根据冲量等于力量乘以时间 求单周期的冲量。 3.2.3 数 理统 计法 用会声会影软件 (Corel Video Studio Pro X4 ) 对游泳视频进行解析, 统计得 出运动员 100 米途中游 每 25 米段划频和划幅。 用 Exce2003 软件对游泳的测试力量数据进行处理, 得出每 25 米段的 平均力 量。用 Spss17.0 软件 对实验统计数据进行比较分析,同时用 Spss17.0 软件对游 速与技术参数和动力学参数相关性和回归性进行分析研究。 3.2.4 分 析法 运用分析法对统计出来的数据进行比较分析, 找出运动员途中游过程中所出 现的问题。 4 结 果 与分 析 4.1. 运动 学参数分析 4.1.1 运 动员 途中游 划频 分析 4.1.1.1 一级运动员途中游每 25 米段划频分析 一级运动员途中游划频统计: 如表 2 所示表 2 一 级运 动员 途中 游 平均划 频统 计( 单位 :次/ 分) 指数 第 一段 第二 段第三 段 第 四段 划频 92.18 ?1.4886.32 ?4.16 83.59 ?5.84 77.58 ?7.3 P 0.057 0.078 0.15 (P 为 与前 一阶 段相 比双 侧概率 ,p >0.05 没 有显 著 差异,p?0.05 有明 显性 差 异,p ? 0.01 具 有非 常显 著性 差异 )由表 2 可知, 在 100 米自由泳过程中一级运动员在途中游的四个阶段过程中 划幅呈下降趋势, 第二阶段与第一阶段划频没有明显下降p0.057 >0.01 , 下降 5.86 次/ 分。第三阶段和第二阶段相比运动员的划频有所下降,下降 2.73 次/ 分, 10 男子 100 米 自由 泳途 中游 技术与 推进 力的 变化 研究 从统计学意义上来分 p>0.05, 下降不是很明显。 第四和第三阶段相比划频下降, 下降 6.01 次/ 分,从统计学意义上来说 p> 0.05,下降不是很明显。 在途中游过程中一级运动员的划频呈下降趋势,由游速=划频?划幅可知, 在途中游的过程中运动员游速下降的直接原因是由于划频下降造成的。 运动员划 频下降的原因是什么造成的?通过 下文的 划频与推进力的相关性可以知道, 运动 员推进力的下降是运动员划频下降的原因。 更深层次上来讲 100 米自由泳 以糖酵 解供能为主,研究表 明在运动员游到终点 时,运动员的血乳酸 水平可以增 至 14 ?18mmol/L , 酸 基 础 平 衡 急 剧 变 化 , 运 动 员 疲 劳