原地團(tuán)身后空翻的力學(xué)原理與教學(xué)方法的研究

□段成超 王君（北京體育大學(xué) 北京 100084）

學(xué)習(xí)原地團(tuán)身后空翻需要練習(xí)者和指導(dǎo)者具備一定的專業(yè)理論知識(shí)儲(chǔ)備和技能才能達(dá)到理想的效果。本文從力學(xué)角度對(duì)原地團(tuán)身后空翻的動(dòng)作過(guò)程，進(jìn)行詳細(xì)分析，并對(duì)教學(xué)與訓(xùn)練中常見(jiàn)的錯(cuò)誤與糾正方法進(jìn)行歸納總結(jié)，從而更好的為練習(xí)者提供訓(xùn)練思路和理論支撐。

1、動(dòng)作過(guò)程

根據(jù)動(dòng)作的過(guò)程，將原地團(tuán)身后空翻劃分為三個(gè)部分：準(zhǔn)備部分、基本部分、結(jié)束部分。

1.1、準(zhǔn)備部分

由兩臂伸直上舉緊靠?jī)啥菩南鄬?duì)開(kāi)始，兩腿伸直靠攏，兩腿間隔不要過(guò)大，含胸、提背、梗頭、下巴微收、眼看正前方，隨后屈膝半蹲同時(shí)兩臂由上舉經(jīng)體前向后下方擺至身體兩側(cè)，上體繃直，繼續(xù)保持立腰、梗頭狀態(tài)。

1.2、基本部分

準(zhǔn)備部分結(jié)束時(shí)的姿態(tài)就是基本部分開(kāi)始的姿勢(shì)。兩腿充分蹬地，（重心稍后移）兩臂迅速上擺，上升至接近身體重心最高點(diǎn)時(shí)，迅速團(tuán)身雙手抱膝，繞身體重心橫軸翻轉(zhuǎn)360°，當(dāng)完成翻轉(zhuǎn)動(dòng)作后，要及時(shí)舉臂、展體、放腿，為進(jìn)入結(jié)束部分落地站穩(wěn)做好準(zhǔn)備。

1.3、結(jié)束部分

經(jīng)過(guò)短時(shí)間的騰空后，就進(jìn)入了結(jié)束部分。此時(shí)當(dāng)練習(xí)者的身體伸展兩腳接觸地面瞬間，前腳掌慢慢過(guò)渡到全腳掌，同時(shí)踝、膝、髖關(guān)節(jié)應(yīng)協(xié)調(diào)屈曲做好緩沖，最后成雙腳站立成兩臂上舉的結(jié)束姿勢(shì)。

2、原地團(tuán)身后空翻的力學(xué)分析

原地團(tuán)身后空翻的重心運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線，所以要求騰空高度越高越好。而原地團(tuán)身后空翻的重心拋物線高度主要來(lái)源于兩個(gè)方面：一個(gè)是雙腳蹬地時(shí)地面的支撐反作用力的垂直分力，另一個(gè)是兩臂迅速向前上方擺動(dòng)所產(chǎn)生的附加擺動(dòng)反作用力。因此，人體重心的提高是充分蹬地與兩臂迅速擺動(dòng)共同作用的效果。

所有的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作都是雙腳蹬地時(shí)肌肉收縮所產(chǎn)生的支撐反作用力的結(jié)果。人體蹬地時(shí)會(huì)在地面產(chǎn)生一個(gè)大小相等、方向相反的力作用于人體，這個(gè)就是支撐反作用力。根據(jù)支撐反作用力的效果，又將支撐反作用力分為靜態(tài)支撐反作用力和動(dòng)態(tài)支撐反作用力。靜態(tài)支撐反作用力是人體處于靜止?fàn)顟B(tài)站在地面或器械上時(shí)，地面或器械對(duì)人體產(chǎn)生一個(gè)與自身體重相等、方向相反且在同一條直線上的反作用力，兩個(gè)力平衡，人體處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。動(dòng)態(tài)支撐反作用力是人體在地面或器械上做向上或向下的加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，地面或器械對(duì)人體產(chǎn)生的反作用力，其力在量值上等于人體重力與慣性力之和。而原地團(tuán)身后空翻明顯屬于動(dòng)態(tài)支撐反作用力的作用效果。當(dāng)人體蹬地時(shí)，如果支撐反作用力的方向在人體總重心的前面通過(guò)，則運(yùn)動(dòng)員就會(huì)獲得向后翻轉(zhuǎn)。

根據(jù)原地團(tuán)身后空翻的動(dòng)作過(guò)程，現(xiàn)將動(dòng)作分解為三個(gè)部分：準(zhǔn)備部分、基本部分和結(jié)束部分。每個(gè)動(dòng)作環(huán)節(jié)都涉及了不同的力學(xué)原理，從整體和局部的角度，基于力學(xué)知識(shí)對(duì)動(dòng)作的各個(gè)環(huán)節(jié)做出更科學(xué)、合理的解釋，根據(jù)力學(xué)原理的不同選擇合適的練習(xí)方法，為以后的訓(xùn)練與教學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

2.1、準(zhǔn)備部分涉及的力學(xué)原理

準(zhǔn)備階段要求練習(xí)者兩臂上舉、含胸、提背、梗頭、身體緊繃。主要是增大肌肉收縮產(chǎn)生的張力，減少肌肉與關(guān)節(jié)的被動(dòng)阻力，能以正確的發(fā)力部位完成動(dòng)作。兩臂上舉可固定肩帶、胸廓有利于充分發(fā)揮上肢和軀干肌群的力量；含胸主要是調(diào)整呼吸對(duì)肌肉的影響，原地團(tuán)身后空翻要求練習(xí)者瞬間短吸一口氣保持瞬間屏息（提氣）將胸廓固定然后憋氣，此外憋氣還可以緊腰使四肢關(guān)節(jié)和軀干處于更好發(fā)力狀態(tài)，在原地團(tuán)身后空翻的蹬地和雙臂快速用力上擺階段都需要練習(xí)者憋氣；提背可以幫助固定胸廓使人體總重心升高；頭部在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生狀態(tài)反射，它能加強(qiáng)同側(cè)肌群的緊張度，減弱異側(cè)肌群的緊張度，團(tuán)身時(shí)梗頭可以使背伸肌緊張度提高，有利于軀干固定，同時(shí)屈髖和屈膝肌群收縮可以避免相向運(yùn)動(dòng)，有利于團(tuán)身；含胸、立腰、提背、梗頭都是為身體緊繃做鋪墊的，就是瞬間固定人體軀干的骨骼、肌肉和內(nèi)臟，使軀干相對(duì)成為一體，以保證力的順利傳遞。在原地團(tuán)身后空翻中的準(zhǔn)備階段，身體緊繃對(duì)完成空翻動(dòng)作是十分重要的。

2.2、基本部分涉及的力學(xué)原理

基本部分又可以分為三個(gè)過(guò)程，蹬地?cái)[臂、空中翻轉(zhuǎn)、準(zhǔn)備落地。

（1）蹬地?cái)[臂階段。

蹬地充分和擺臂迅速可以使人體重心提高，起跳過(guò)程中兩臂和上體沿著順時(shí)針?lè)较蚩焖贁[動(dòng)，這時(shí)上體和兩臂有動(dòng)量矩Jω，（J人體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、ω角速度）這也是人體在空中翻轉(zhuǎn)的能量之一。由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等于人體質(zhì)量（m）和其質(zhì)心距離轉(zhuǎn)動(dòng)軸平方的乘積J=mr2，因此動(dòng)量矩的大小取決于半徑和角速度。此外在雙臂加速上擺和制動(dòng)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)額外的作用力，有助于提高身體重心的高度，這個(gè)力就是擺動(dòng)反作用力。當(dāng)人體靜止站在地面，雙臂加速向前上方擺動(dòng)與制動(dòng)時(shí)，人體的雙腳會(huì)稍微離開(kāi)地面，說(shuō)明臂的擺動(dòng)反作用力已經(jīng)超過(guò)了人的自身體重。在原地團(tuán)身后空翻中臂的擺動(dòng)反作用力由兩個(gè)矛盾方面構(gòu)成，即快速擺動(dòng)和快速制動(dòng)。

兩臂由上舉開(kāi)始向下擺，臂產(chǎn)生向下的加速度，因此會(huì)產(chǎn)生向上的慣性力，使人體支撐反作用力減小，同時(shí)屈膝、半蹲、髖關(guān)節(jié)的屈都會(huì)使支撐反作用力下降，這一階段是為提重心做準(zhǔn)備。兩臂加速上擺，會(huì)產(chǎn)生較大的向上加速度，這時(shí)臂向下的慣性力引起支撐反作用力急劇增大，這也就出現(xiàn)了附加的支撐反作用力。這時(shí)配合踝、膝、髖等關(guān)節(jié)的伸展，重心迅速提高，身體也獲得向上的加速度，因此臂的擺動(dòng)反作用力在起跳過(guò)程中具有顯著作用。當(dāng)雙臂上擺至頭上時(shí)應(yīng)立即制動(dòng)，實(shí)行速度重新調(diào)配。此時(shí)雙臂速度減慢，通過(guò)力的傳遞作用，上肢速度的減慢，會(huì)使下肢速度增加，配合踝、膝、髖等關(guān)節(jié)的收縮，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的減小，加快了翻轉(zhuǎn)速度。

（2）空中翻轉(zhuǎn)階段。

蹬地結(jié)束后進(jìn)入騰空，身體繞重心橫軸翻轉(zhuǎn)，此時(shí)沒(méi)有外力矩作用于人體，因此符合動(dòng)量矩守恒。動(dòng)量矩守恒是動(dòng)量矩定理的特殊情況，指轉(zhuǎn)動(dòng)的物體在沒(méi)有受到新的外力矩下，它的動(dòng)量矩（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度的乘積）保持不變。在人體進(jìn)入騰空，必須通過(guò)改變局部或整體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（雙臂的擺動(dòng)、人體半徑等）來(lái)加快或減慢翻轉(zhuǎn)的角速度，進(jìn)行速度調(diào)配，從而保證動(dòng)作順利完成。因此在雙腳蹬離地瞬間，要強(qiáng)調(diào)梗頭、屈膝、屈髖、雙手抱緊小腿等縮短半徑的方法來(lái)加快翻轉(zhuǎn)。

（3）準(zhǔn)備落地階段。

翻轉(zhuǎn)結(jié)束就進(jìn)入了準(zhǔn)備落地階段，準(zhǔn)備落地環(huán)節(jié)是完成翻轉(zhuǎn)動(dòng)作后著地站穩(wěn)的重要環(huán)節(jié)，空中準(zhǔn)備落地動(dòng)作是（圍繞身體重心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度的控制和調(diào)節(jié)技術(shù)）影響落地站穩(wěn)的關(guān)鍵。當(dāng)練習(xí)者完成翻轉(zhuǎn)動(dòng)作之后，要及時(shí)的舉臂、展體、展髖、放腿，使翻轉(zhuǎn)半徑增大，減小翻轉(zhuǎn)角速度，便于在翻轉(zhuǎn)速度較小的情況下穩(wěn)定落地。

2.3、結(jié)束部分涉及的力學(xué)原理

準(zhǔn)備落地階段后，經(jīng)短暫的下落，就進(jìn)入了結(jié)束部分。落地技術(shù)的好壞是由整個(gè)技術(shù)動(dòng)作所決定的。當(dāng)身體下落，兩腳接觸地面瞬間應(yīng)由前腳掌過(guò)渡到全腳掌，同時(shí)踝、膝、髖關(guān)節(jié)屈曲，緩沖人體下落時(shí)帶來(lái)的巨大沖擊力，實(shí)際上緩沖過(guò)程就是延長(zhǎng)作用力的時(shí)間，減少?zèng)_擊力。

3、常見(jiàn)錯(cuò)誤及糾正方法

3.1、常見(jiàn)錯(cuò)誤

上述對(duì)原地團(tuán)身后空翻各階段涉及的力學(xué)原理進(jìn)行解析，旨在為動(dòng)作涉及的力學(xué)知識(shí)和常見(jiàn)錯(cuò)誤提供科學(xué)、合理的解釋，從而加深練習(xí)者對(duì)正確技術(shù)動(dòng)作的訓(xùn)練思路。原地團(tuán)身后空翻作為一個(gè)較難的技術(shù)，各環(huán)節(jié)的銜接與配合都會(huì)對(duì)整個(gè)完成質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，根據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤的頻率和嚴(yán)重性分為以下幾點(diǎn)：

3.2、糾正方法

在學(xué)習(xí)原地團(tuán)身后空翻之前，老師可以通過(guò)圖形介紹、觀看視頻、動(dòng)作示范等方法對(duì)練習(xí)者進(jìn)行預(yù)先講解，幫助練習(xí)者在頭腦中建立正確的動(dòng)作表象，除此之外還可以進(jìn)行心理疏通克服練習(xí)者的恐懼心理。

根據(jù)原地團(tuán)身后空翻的三個(gè)部分，有針對(duì)性的對(duì)訓(xùn)練中各階段出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行糾正。在準(zhǔn)備部分要時(shí)刻提醒練習(xí)者保持含胸、提背、梗頭、身體緊繃，若練習(xí)者對(duì)含胸、提背、梗頭概念不清楚可以先進(jìn)行含胸、提背、梗頭的進(jìn)階訓(xùn)練；基本部分是完成動(dòng)作的核心，蹬地?cái)[臂要充分，雙臂制動(dòng)要及時(shí)，身體騰空時(shí)要迅速雙手抱膝，準(zhǔn)備落地時(shí)要伸展身體；結(jié)束部分落地要積極緩沖，站立要穩(wěn)。

4、教學(xué)方法

（1）可以在蹦床或彈板上練習(xí)團(tuán)身后空翻，建立向后翻轉(zhuǎn)的概念，克服恐懼心理；

（2）利用海綿坑或者海綿墊，練習(xí)者從軟墊上練習(xí)團(tuán)身后空翻落入海綿坑或者海綿墊上；

（3）若是團(tuán)身不緊，可以讓練習(xí)者平躺于軟墊，做快速屈膝撞胸的動(dòng)作體會(huì)騰空后加速翻轉(zhuǎn)的動(dòng)作；

（4）保護(hù)者站于練習(xí)者的正后方，練習(xí)者做蹬地?cái)[臂向后翻轉(zhuǎn)的動(dòng)作，幫助者用雙手托其上背部，體會(huì)騰空翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，此時(shí)要提醒練習(xí)者繼續(xù)保持含胸、提背、梗頭狀態(tài)；

（5）保護(hù)者站于練習(xí)者起跳點(diǎn)的側(cè)面，當(dāng)練習(xí)者跳起身體騰空時(shí)，一手托其髖部或者腰部幫助其翻轉(zhuǎn)；

（6）雙人保護(hù)時(shí)可站于練習(xí)者起跳點(diǎn)的兩側(cè)，當(dāng)其跳起時(shí)，一手提其褲帶，另一只手托其背部，幫助提高身體重心，并提醒練習(xí)者快速收腹、雙手抱膝，在保護(hù)幫助下完成翻轉(zhuǎn)。