浅谈影响铁饼投掷远度的重要因素——出手初速度，本文主要内容关键词为：初速论文,铁饼论文,浅谈论文,出手论文,因素论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 前言
掷铁饼是在直径2.50m的圆圈内，通过旋转获得预先速度， 然后以爆发式用力将器械投出。旋转掷铁饼技术以运动员背对投掷方向站立开始，到铁饼出手瞬间共旋转540°（即1.5圈），其间包括双腿支撑阶段，左腿单支撑阶段，腾空阶段，右腿单支撑阶段和双腿支撑阶段。根据上述掷铁饼技术特征，以力学角度分析。铁饼的投掷距离取决于出手速度、出手角度和出手高度，以及影响铁饼飞行的空气动力等因素。在这诸多因素中，决定铁饼投掷距离的重要的因素之一是铁饼的出手初速度。通过对影响出手初速度各技术环节因素的分析，可以帮助运动员提高成绩。
2 研究方法
本文通过阅读和收集大量有关投掷铁饼技术的研究文章，并对原始资料数据的分析后，发现我国铁饼运动水平近年来有下滑的趋势，且与国际水平差距也在逐渐的拉大。笔者根据所查阅的资料为依据，对铁饼出手初速度作进一步的分析研究。
3 分析与讨论
3.1 出手初速度对铁饼投掷远度影响分析
水平成一定角度投出的任何物体的飞行距离（在真空条件下），可按下列公式计算：即
V[2][,0]·sin2α
S＝─────────
但在投掷铁饼技术动作过程当中，如果把铁饼简化为质点， 根据以上公式可以看出，铁饼飞行的远度主要取决于器械出手的初速度和出手角度。此外，以运用抛射物体运动远度公式对一些假定的出手初速度和出手角度数据进行计算的结果来看（参见表1）， 在决定投掷远度的因素中起主导作用的是铁饼出手的初速度。出手角度对投掷远度虽有影响，但这种影响有一定限度、不能无限度的加大，在其它情况不变的条件下，出手角度调到一定程度后就没有潜力可挖了。因此，在适宜的投掷角度前提下，最大限度的提高铁饼的出手初速度、才能取得最好的运动成绩。有关专家学者研究认为，铁饼出手初速度V[,0]以24.50m／s增加到25.50m／s，其运动成绩将提高4.80m。
表1 器械出手角度和出手初速度对投掷成绩影响（单位m）
距离
15m/s 16m/s 20m/s 21m/s 25m/s 26m/s
30° 19.88 22.62 35.35 38.97 55.23 59.74
31° 20.27 23.06 36.04 39.73 56.31 60.91
40° 21.61 25.73 40.20 44.32 62.81 67.93
41° 22.73 25.87 40.21 44.56 63.15 68.31
45° 22.95 26.12 40.82 45.00 63.78 68.98
46° 22.94 26.11 40.70 44.97 63.74 68.94
3.2 影响出手初速度的因素分析
从以上分析可知，对铁饼投掷距离进行主导作用的因素是铁饼出手初速度。因而对于影响出手初速度的技术因素分析可以帮助我们改进技术，以获得更大的出手初速度，取得更优异的运动成绩。
根据掷铁饼运动技术特征，器械产生较大的加速度的因素一般有两个主要环节：一是旋转过程中的加速度；二是挥臂速度超过旋转末速度。从铁饼运动技术环节分析，掷铁饼出手的初速度主要是由旋转预加速阶段铁饼获得的预先速度和最后用力阶段对器械的加速度两部分组成。
根据23届奥运会铁饼冠军巴加尔的比赛中，铁饼速度变化曲线（见图1）。从速度——时间曲线图上看，准备阶段和旋转的开始阶段， 铁饼速度是不断升高的；腾空与过渡阶段趋于下降；最后用力阶段饼速急剧上升。再从图1铁饼运行的速度变化中可以看出， 铁饼出手初速度的获得其中贡献最大的是最后用力阶段，70%左右的饼速来至于最后用力过程中获取；其次是准备阶段约获得25%的饼速；最后5 %左右是从旋转阶段中获得。
图1 巴加尔铁饼速度变化曲线
R↑、L↑分别表示右脚、左脚离地时刻
R↓、L↓分别表示右脚、左脚着地时刻
2max指准备阶段铁饼处于最高位。
3.2.1 旋转技术对出手速度的影响
准备阶段与旋转开始阶段是紧密相连的，在进入旋转时，从身体处于反向极度扭紧状态开始，两脚与地面成双支撑状态、从而潜在着足够的旋转动量。此时是身体发力，加速铁饼圆周运动的极有利的条件，我们在此可以认为，准备阶段是旋转阶段的重要组成部分，它是旋转阶段中的双支撑阶段，是身体发力最佳的阶段。
据有关专家学者研究指出，铁饼获得最大加速的因素有：器械在投掷方向大幅度摆动，并在旋转时适当加大下肢和上体的转动半径，使转动惯量加大，这样，有利于获得较大的转动动能。此外，尽量加大双脚支撑阶段的时间和距离（包括开始和出手阶段）；尽量缩短单脚支撑阶段（转换阶段）和离地阶段的距离和时间；保证器械基本上沿左下右上的方向运行，使器械在转动中逐渐升高与理论出手角相一致。在这诸因素中，旋转技术因素占60%以上，可知铁饼的旋转技术在整个技术中是相当重要的，尤其是对于出手初速度的影响显得更为突出。根据运动原理：V[,t]＝V[,0]+at，其中V[,t]表示铁饼出手时瞬间的速度，V[,0]则为铁饼同人体始发期的初速度，可以看出，旋转开始速度为铁饼出手初速度的基础。
旋转阶段增加初速度的途径之一是合理分配旋转时所用的时间。根据美国著名铁饼教练保罗·维德认为：保证铁饼获得最大加速度的因素之一是尽量缩短单脚阶段和离地阶段的距离和时间。这同时也证明了旋转阶段时间的长短对预先加速度的重要性。另外一个途径就是增大铁饼预加速的距离，投掷铁饼是以动态旋转为核心的田径运动项目，其动作是有支点无实体轴的转动过程，它属于人体转动动作的一种基本形式。旋转可形成超越器械动作，所谓超越器械动作，从其动作形态上看是把器械始终留在身体后面，即增大投掷用力的“工作距离”。而从肌肉工作性质上看，是使肌肉在做投掷动作之前，先做退让性收缩。从而提高肌肉的弹性势能，使在投掷过程中这一部分势能释放，增大了肌肉对铁饼所做的功，转化为铁饼的功能，增大了铁饼的出手初速度。
3.2.2 最后用力技术对出手初速度的影响
最后用力掷铁饼的技术是整个技术的关键。最后用力是掷铁饼的最后加速阶段，是对出手初速度贡献率最大的加速阶段。其任务是在旋转的基础上给铁饼再加速，以最快的出手初速度和适宜的投掷出手角度把铁饼掷出。这是决定投掷远度的主要技术环节。因此，旋转掷饼的主要目的就是在于为最后用力制造铁饼运行的速度基础和身体发力的良好姿势，为人体动量向器械转移创造最有利的条件。旋转最后用力阶段必须形成良好的超越器械状态，即形成肩髋角（肩轴与髋轴夹角。正值为右髋领先于右肩，是反映躯干扭曲状态的一个重要指标，正值越大表明髋领先于肩越多，躯干扭曲也越大），如肩饼角（两肩连线与右肩饼连续体前夹角，反映投掷一侧肩臂拉开的状况）达到最大值，右肩，右髋绕左肩、左髋的最后用力姿势。在最后用力阶段，依靠腿的快速有力的蹬地、躯干、肩带肌群的快速爆发力、肩髋角、肩饼角迅速减小，铁饼速度急剧升高至铁饼出手。同时，最后用力阶段中左脚、膝、髋、肩的依次进行制动用力和右髋、肩的最后用力使动能更有效地作用在铁饼上。
3.3.3 最后用力挥臂速度的影响
最后用力挥臂速度大于旋转末速度是器械加速的最重要的环节，这时所产生的加速度为整个投饼过程中加速度的最大值。可见，最后用力阶段对出手初速度贡献最大。既然我们知道，器械出手的初速度主要取决于最后用力对器械的加速度大小。根据力学公式：F＝ma得知， 加速度与作用力成正比关系。因此，为了提高铁饼出手初速度，就必须要加大对铁饼的作用力，作用力受到三个要素，即作用力的大小、方向和作用点的影响。从这一点不难看出，发展投掷铁饼运动员的力量素质，完善投掷铁饼技术，要求运用人体全身力量，协同配合，最后通过投掷臂将力量集中到铁饼的几何重心上，对出手初速是十分重要的。
3.3.4
最后用力的时间和工作距离也是影响出手初速度的重要因素
当力一定时，力作用于铁饼的距离越长，则铁饼获得的初速度越大。这个作用力距离是指旋转结束时铁饼所处的位置到铁饼出手点这一段铁饼运行的距离。因此旋转结束时超越器械的姿势是最后用力工作距离的前提。另外，在用力距离相等的情况下，作用力作用的时间越短，则铁饼获得的初速度也越大。所以，加大投掷的工作距离，缩短投掷工作时间，能有效地提高出手初速度。
4 结束语
（1）在投掷铁饼时，任何孤立运动参数都无法预测出投掷远度， 投掷远度是由几项运动参数之间相互作用的结果，只有这些参数有机结合，并根据运动员身体肌能和技术特点，制定出行之有效的训练方法与手段，才能提高技术水平。
（2）要掌握好完整动作的节奏感， 使各技术环节不仅在动作结构上，而且在动作节奏上形成最佳组合，达到最大的最后出手速度。
（3）在掷铁饼技术训练中，以提高出手速度为核心、 探索各技术环节结构、节奏、转换更简单而有实效，幅度大、速度快，各技术环节形成最优组合，发挥整体技术的综合效益。
（4）在训练过程中，除继续采用基础训练阶段的一些练习外， 还应采用与发展铁饼专项素质关系密切的练习。特别是发展速度和力量素质的训练，应力求与掷铁饼技术相一致。
（5）重视专项投掷能力的训练， 使用不同重量器械的专门投掷练习，在手段的选择、组合、负荷更加科学化。
（6）在训练中应加强动作速度练习， 特别是铁饼运动员所需要的专项速度，即两腿和身体移动的速度，各技术环节转换速度，完整动作的加速度，用力肌群收缩速度和投掷臂鞭打挥饼出手的速度。只有这些动作的协同配合、才能够在最后用力阶段充分发挥作用，以提高掷饼的出手初速度，也才能有效地提高铁饼运动成绩。
收稿日期：1999—09—15
标签：加速度论文;