摘要： 本研究主要运用运动生物力学研究方法，采用三维摄影与三维测力台同步测量手段，获得标枪运动员投掷标枪最后用力阶段人体的运动学和前后脚地面支撑反作用力的动力学指标，并对其进行生物力学分析。
Abstract： This study applied biomechanics research methods， used three-dimensional photography and three-dimensional force platform synchronized measurement way to obtain the kinetics indicators of body kinematics and ground reaction force of front and rear legs in the final stage of throwing javelin and made biomechanical analysis.
关键词： 标枪；生物力学；动力学
Key words： javelin；biomechanics；dynamics
中图分类号：G824.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）24-0294-02
1 研究对象与方法
1.1 研究对象 西安体育学院专项男子标枪运动员10人为研究对象，对他们完成全程助跑掷标枪最后用力阶段动作进行生物力学测量。研究对象基本情况，年龄：22.00±1.60岁；身高：1.79±0.04m；体重：80.40±5.30kg；个人最好成绩：42.12±4.10m；运动年限：4±1.2年，运动员等级：一级；测试时间：2012年3月；测试地点，西安体育学院第二田径场。
1.2 研究方法 ①文献法。通过查阅相关资料总结了标枪投掷的研究现状。获得了国内外优秀标枪运动员最后用力动作技术的相关参数，以便比较分析。②运动生物力学实验研究方法。三位摄像与三维测力同步测试。③统计学方法。运用Excel2000对获得的运动学和动力学数据进行常规统计学处理，对运动学和动力学特征量进行差异性检验与相关分析。
2 结果与分析
2.1 在最后用力阶段下肢蹬伸用力的特点 以往对投掷标枪最后用力阶段的下肢蹬伸用力状况进行分析，主要是根据运动学的资料进行分析的，对于标枪最后用力阶段下肢蹬地的动力学变化特征很少分析。本文加强了这部分的研究，希望通过标枪投掷最后用力阶段动力学方面的研究进一步加深人们对标枪投掷技术的认识。大部分运动员下肢的蹬伸后地面反作用力变化特征有一定的相似性，图1给出了杨某最后用力阶段地面反作用力的变化特征。
力的变化特点反映了人体在右脚落地时右腿的蹬身用力情况[1]。当右脚刚落地时由于人体重心的不断前移，重力的垂直分力迅速增大，为了使防止人体重心的过度起伏，右腿也必须有一定的支撑力量，就出现了地面反作用力的上升支。达到地面反作用力的最大值后，右腿出现了缓冲，地面反作用力迅速下降。缓冲完成下降到一定程度后，有一个上升趋势，这就说明运动员的右腿经过缓冲以后开始了蹬伸并且有一定的蹬伸效果。前后方向的力的负值表示力对人体制动作用，从图1可以看出在前后方向上首先人体受到了地面的阻力，阻力迅速增大以后由于人体的缓冲又迅速减小。人体缓冲完成以后开始后蹬，出现了地面给人体向前的动力。从水平前后方向力的变化看出，前后方向的地面反作用力较大，同时其他运动员也具有类似特征，右腿应积极缓冲后迅速蹬伸，这样才可以使人体迅速进入最后用力阶段。因此，积极缓冲——迅速蹬伸用力是右腿合理正确的两个工作阶段。
同样台子的受力的变化特点也反映了左腿的工作状态。在左腿刚落地时由于左腿的刚性支撑，出现地面垂直反力的迅速增大，伴随着左腿的缓冲，垂直反作用力开始下降，但这种状态下人体是一种被动的缓冲并且幅度不大，缓冲完成以后开始蹬伸用力，在较大蹬伸力的情况下保持一个较长时间然后才开始下降。在前后方向上由于左小腿与地面的夹角的存在，出现了一个地面给人体的迅速增大的水平阻力。当左腿开始出现缓冲以后水平阻力也在不断的减小，但从图1中可以看出左侧支撑在水平方向上基本上完全是制动，左脚始终受到的是地面给它的阻力，而没有出现地面给它向前的动力，说明在最后用力过程中左腿主要是制动性的工作。通过左腿的制动动作，将人体的助跑速度转化为标枪的出手速度[2]。从力的变化我们也可以看出：制动—缓冲—蹬伸用力是左腿工作的三个阶段。
2.2 地面反作用力冲量与出手速度的关系 标枪投掷在表现形式上是通过投掷臂将器械掷出，但人们更加清楚的认识到下肢是人体动力的主要来源[3]。因此在最后用力阶段中下肢蹬伸力量的大小对标枪成绩应该有很大的影响。
冲量是力量与时间的乘积，是受力物体动量的变化量，从而反映速度的变化。通过在最后用力阶段中地面反作用力冲量的大小，并找出冲量大小与出手速度的相关关系。为消除实验对象体重差别因素对冲量的影响，选取冲量的相对值，即用冲量除运动员的体重。
表1结果看到，前脚的水平和垂直冲量相对值与出手速度的相关系数分别为：r3=0.54、r4=0.58，与出手速度相关具有高度显著性（P3<0.01，P4<0.01）。我们一直在强调左腿的重要性，通过分析可以看出，在左腿落地时我们要求左腿产生尽可能小的弯曲，这样可以形成一个很好的支撑点，那么人体的躯干和四肢就可以更加快速的绕着这个支撑点发生转动，标枪最终可以获得更大的出手速度。其实从动力学角度看这要求增大左腿蹬伸的力量，也增大左腿蹬地的水平冲量。当左腿缓冲以后要尽可能增加左腿蹬地的力量，这可以增加标枪出手的垂直速度，同时也增大了左腿蹬地的垂直冲量。我们在以后的练习中要有意识的锻炼左腿退让性收缩的能力，增加左腿制动与蹬伸的力量。
后脚水平与垂直冲量相对值与出手速度的相关系数分别是r1=0.43，r2=0.44，与出手速度具有显著性相关（P1<0.05，P2<0.05）。通过r1与 r2的值可以看出右腿蹬地冲量相对值与出手速度的相关性没有左腿高，这主要是因为右腿在最后用力阶段中起到了一个衔接助跑与左侧支撑的作用，较大部分冲量用来改变人体重心的位置与速度，没有直接作用于标枪。我们在注意右腿技术动作的同时也要加强右腿的力量练习。
3 结论
①最后一步左脚落地后受到的水平地面反作用力基本上完全是制动的，最后一步较大的左膝角和较小的缓冲角度会增加制动的力量与效果。②前脚地面支撑反作用力的水平和垂直冲量，与出手速度相关具有高度显著性（相关系数分别为：r3=0.54、r4=0.58；P3<0.01，P4<0.01）。说明左脚蹬伸冲量越大，出手速度越高，也进一步表明左侧支撑对出手速度的重要性。③后脚地面支撑反作用力的水平与垂直冲量，与出手速度相关具有显著性相关（相关系数分别是r1=0.43、r2=0.44；P1<0.05，P2<0.05），表明后脚的蹬伸对出手速度的重要作用。
参考文献：
[1]Julin，A.L（1998） The new javelin： effects on level of performance[J].New Studies in Athletics. 1： 75-84.
[2]黄国基，张学鸾.左侧轴动作在投掷项目最后用力过程中的作用及要领[J].上海体育学院学报，1994，18卷增刊：27-29.
[3] Paish，W.（1986） Some initial observations on the new man’s javelin[J].New Studies in Athletics .1： 81-84.
