高水平速度滑冰运动员弯道滑跑技术的运动学和表面肌电特征探讨

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论文字数:**** 论文编号:lw202333306 日期:2023-07-22 来源:论文网
本文是一篇体育论文,笔者经过研究,得出以下结论:(1)单支撑阶段步长和步频的变化有利于提高滑行速度、完善滑跑技术。(2)加大单支撑阶段身体倾斜幅度减小蹬冰角度是提高单支撑阶段滑跑速度的有效途径之一。(3)加快滑行速度需要增加输出功率,在弯道滑跑技术中,增加输出功率是提高运动员弯道滑跑技术的重要途径。

1 文献综述

1.1 相关概念界定
1.1.1 速度滑冰弯道滑跑技术概念界定
速度滑冰简称“速滑”,是在 400 米规定的冰场上,通过规定距离以速度快慢决定胜负的一种竞技项目,由起跑技术、直道技术、弯道技术、冲刺技术四个部分组成。弯道技术是“加速”的关键,又分为入弯技术、弯道滑跑技术和出弯技术,其中弯道滑跑技术作为弯道技术的核心[1],主要在保持直道速度的前提下,运动员身体向内倾斜的同时,配合左、右腿不断的交替蹬冰,提高滑行速度。速度滑冰弯道滑跑技术一个完整的复步周期主要分为以下几个阶段(如图 3):


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1.2 弯道滑跑技术的相关研究
速度滑冰弯道滑跑阶段主要是加速的过程,运动员通过压步技术提高滑行的水平速度,因此弯道技术的好坏决定了滑行成绩,只有不断完善技术能力才能为后面直道滑行创造有利条件,也为较好成绩的取得奠定技术基础。
1.2.1 复步时间的相关研究
速度滑冰弯道技术的时间特征主要体现在每一个技术阶段,而每一个技术环节的完成程度都会影响整个弯道技术动作的完成质量。但是在这一系列的环节中,对各蹬冰阶段完成动作所用的时间起着重要的作用,时间是衡量技术动作速度的标准之一。该运动项目是一项速度型运动,与其它速度型项目具有相似性,都是通过下肢发力完成蹬伸,更好的将滑跑获得的动能转化成速度,从而缩短滑行所用的时间,所以一个完整的复步周期各阶段所用的时间是衡量弯道滑跑速度快慢的重要标准之一,也是影响弯道滑跑技术的间接因素。
2002 年邹晓峰通过对 500 米短距离速度滑冰优秀运动员进行现场比赛的拍摄并对其弯道一个完整的复步时间进行相关研究后发现,速度滑冰运动员滑行速度的加快离不开各滑行阶段所用的时间,其时间的差异性大多数体现在单支撑阶段,究其原因是因为左、右侧腿滑行路线不一,导致运动员完成动作所用时间的延长。但通过进一步研究发现高频率的技术特征有利于运动员减少滑行时间,更好的将滑行时间转化为水平速度,缩短后续动作的完成时间和提高完成质量[4]。格日乐图通过对世界速度滑冰运动员弯道蹬冰技术进行研究后发现,世界优秀速度滑冰运动员弯道滑跑单支撑阶段时间的延长主要受节律的限制。进一步研究后发现,运动员左单步各阶段的时间百分比无显著性差异,其右单步具有显著性差异比值为 3:1 和 2.3:1;从时间分布的比例来看,右腿所用的时间要大于左腿[5]。
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2 研究对象与方法

2.1研究方法
2.1.1 文献资料法
查阅了我国出版的有关速度滑冰、运动解剖、生物力学等书籍为本文的研究提供理论依据。笔者在相关学术网站及数据库,以“速度滑冰技术”、“表面肌电”等为关键词查阅国内外相关论文、期刊、学报等文献。共查阅与速度滑冰与运动学、动力学与表面肌电有关的论文 53 篇,与速度滑冰有关的论文 20 余篇,并将获得的相关资料进行整理与分析。
2.1.2实验测量法
(1)实验测量拍摄信息测试时间:2020 年 8 月 30 日——2020 年 9 月 6 日。
测试地点:大庆奥林匹克速滑馆。
测试对象:使用两台变焦高速摄像机(最高拍摄频率为 200FPS),利用动作捕捉系统对河北省队 13 名(6 名运动健将,7 名国家一级)运动员进行标准拍摄(实际拍摄频率为 60FPS)。名单如下:


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2.2拍摄参数界定与运动阶段的划分
2.2.1拍摄参数界定
在运动学的范畴中,能够反映技术特征的测试指标较多,结合本文的研究主体“速度滑冰运动员弯道滑跑技术”选取具有代表性的运动学指标时间、身体重心、滑步、关节角度、蹬冰角度等,现将速度滑冰弯道滑跑阶段划分的部分参数界定进行阐述:
(1)左单步:一般采用运动员右脚冰刀离冰瞬间至左脚冰刀离冰瞬间的动作为准。
(2)左单支撑阶段:采用运动员右脚冰刀离冰瞬间至右脚着冰瞬间的动作为准。
(3)左双支撑阶段:采用右脚冰刀着冰瞬间至左脚冰刀离冰瞬间的动作为准。
(4)右单步:一般采用运动员左脚冰刀离冰瞬间至右脚冰刀离冰瞬间的动作为准。
(5)右单支撑阶段:采用运动员左脚的冰刀离冰瞬间至左脚着冰瞬间的动作为准。
(6)右双支撑阶段:采用运动员左脚的冰刀着冰瞬间至右脚冰刀离冰瞬间的动作为准。
(7)单支撑时间:采用运动员完成单支撑阶段动作时支撑腿所用的时间为准。
(8)双支撑时间:采用运动员完成双支撑阶段动作时支撑腿所用的时间为准。
(9)滑步步长:采用运动员完成一个单步的滑步长度与宽度的矢量和为准。
(10)身体重心移动幅度:采用运动员的身体重心对于蹬冰腿的踝关节在横向和纵向方向上的位移量为准。
2.2.2运动阶段划分
本文重点分析弯道滑行技术左、右单步各个阶段动作的特征(如图:9),主要从两个方面进行分析:首先,运用 Simi Motion 三维摄像系统对弯道滑跑技术进行运动学参数的分析;其次,运用无线表面肌电系统对其技术进行肌电值参数的分析。从而总结出弯道滑跑技术各个阶段的运动学和表面肌电特征。
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3 研究结果与分析......................................18
3.1 弯道滑跑技术的因素特征研究.................................18
3.1.1 不同阶段弯道滑跑时间的分析........................................18
3.1.2 不同阶段身体重心的变化分析............................................18
4 讨论与分析.........................................35
4.1 关于弯道滑跑步速、步长、步频的综合分析........................35
4.2 关于弯道滑跑蹬冰角度、输出功率的综合分析.............................35
4.3 关于弯道滑跑技术的下肢表面肌电综合分析................................36
结论与建议..............................37

4 讨论与分析

4.1 关于弯道滑跑步速、步长、步频的综合分析
步速、步长、步频三者之间的关系对完善弯道滑跑技术、提高运动成绩起到了决定性的作用。本研究通过对速滑运动员弯道滑跑技术进行相关研究发现,步速、步长均表现为单支撑阶段大于双支撑阶段(P<0.01),步频表现为单支撑阶段小于双支撑(P<0.01);进一步相关分析发现,速度滑冰项目属于“动态支撑方式”的滑行运动,主要遵循步长随着滑行速度的减小而增大,满足两者之间负相关关系;而步频随着滑行速度的减小而减小,满足了两者之间正相关关系。因此,速度滑冰运动员在弯道滑跑的过程中,身体重心与交替蹬冰产生的力主要来源于横向位移,而支撑点的位置也随之向前移动,由于速度滑冰的技术特点为单支撑的结束就是双支撑的开始,所以在运动员完成侧向蹬冰技术结束之后在一定程度上不会产生腾空现象,但弯道滑行是不断加速的过程,由于速度的加快人体会产生向前的惯性,这种惯性的发生受空气阻力和冰面摩擦力的影响延长蹬冰腿在冰面停留的时间致使步长有所增加,从而造成动作迟缓、降低滑行速度的现象。
通过研究结果可发现,蹬冰角度和输出功率的变化是反应弯道滑跑速度的重要因素之一,而加大身体向内的倾斜角度和提高输出功率是获得滑行速度最优值的重要途径。在蹬冰阶段开始的过程中,速滑运动员沿切线方向进行侧向蹬冰与冰面之间产生了相应的分力——切向力,如果不产生切向力,当人体沿弯道滑行中所受的合力指向圆心时,人体只能进行匀速的圆周运动;相反如果产生切向力,人体将进行变速圆周运动,因此切向力的产生是加快弯道滑行速度的关键。与此同时人体所需的向心力也随之加大,身体向内倾斜的角度逐渐变小,因此通过合理的下刀方向,加大身体重心的倾斜幅度的对维护运动员身体控制能力具有一定的积极意义。在进一步的研究中,运动员身体倾斜角度(蹬冰角度)逐渐变小的过程中,人体重心向内倾斜产生的向心力与蹬冰方向垂直的冰面形成了支撑力;为保持向前的加速度,需身体姿势的内侧倾斜角度加大的同时保持对身体的控制能力,所以身体姿势向内侧倾斜的角度越小,蹬冰的效果也更为突出,输出功率也会相应得到提高。因此,加强身体姿势的稳定性,减小蹬冰角度,提高输出功率是现阶段提高运动员弯道滑跑速度的重要途径。
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结论与建议

结论
(1)单支撑阶段步长和步频的变化有利于提高滑行速度、完善滑跑技术。
(2)加大单支撑阶段身体倾斜幅度减小蹬冰角度是提高单支撑阶段滑跑速度的有效途径之一。
(3)加快滑行速度需要增加输出功率,在弯道滑跑技术中,增加输出功率是提高运动员弯道滑跑技术的重要途径。
(4)腓肠肌内侧肌群是影响步频和步长的主要肌群;股二头肌是加大侧向蹬冰的倾斜幅度和维持身体重心稳定性的主要做功肌群。
参考文献(略)
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