增加投篮距离对提高跳投成功率的影响

    鲁鹏飞

    摘 要：本研究论述分析了增加距离对篮球跳投成绩的影响。随机选取10名男性篮球运动员，并对一些运动动作变量进行了分析。在跳投过程中，分别从近距离、中距离和远距离（分别为2.8米、4.6米和6.4米）三种条件下进行条件假设。得到结果，投篮精度从59%下降到37%。在实验单因素固定的基础上，调整球出手高度由2.46m降至2.38m-2.33m。出手角也减小近距离投篮78.92°，中距离投篮65.60°。球出手速度从4.39m/s提高到5.75m/s至6.89m/s之间。验证影响跳投精度的主要因素是球的出手高度、角度和速度的变化，这些变化与动作性能的适应性有关。通过本研究可以有效提高运动员在远距离投篮的命中率。

    关键词：跳投; 投篮距离; 篮球; 运动控制; 生物力学

    中图分类号：G841 ? ? ? ? ?文献标识码：A ? ? ? 文章编号：1006-3315（2019）06-184-002

    篮球是一项充满活力的运动，运动员必须在离篮筐较近的距离地方投篮。较远的投篮需要更高的精确度，因为水平虚拟目标随着投篮距离的增加而减小。因此，投篮距离越大，空间精度约束越大，对于运动员的技术要求更加严格。另外，当投篮距离增加时，防守队员的动作发生变化，对于运动员来说需要考虑进攻时的各种不确定因素干扰。当投篮距离增加时，球员必须减小球的出手角，而球则遵循更平坦的飞行路线。出手角度与飞行路线彼此直接影响，并改变篮球落到框里面积的准确情况。例如当球到达篮筐时角度接近90度，面积由球和篮下区域的差异决定。当进入角减小时，垂直命中目标面积减小，并产生一个较小的进筐面积。因此，远距离射门降低了出手角，这是提高精度要求最有效的方法。

    远距离投篮也需要更大的作用力才能把球推向篮筐。冲量增加被证明明显降低了投篮准确性。事实上，在真正的比赛中，在长距离的投篮中可以看出观察到命中准确性较小。因此，增加投篮距离可能会影响肌肉运动控制准确性。随着距离的增加，已经验证了不同的移动距离对于投篮出手方式的改变也是多种多样的，试图根据具体的情况考虑到这些限制因素。随着投篮距离的增加，球出手速度增加。运动员能够通过使用更大范围的手臂关节动作来提高出手速度。女篮球运动员在投篮时肩部角速度更大，肩部和手腕周围的运动幅度也更大。通过观察到肩部屈曲更大，肘关节伸展更大，向篮筐的重心位移增加。考虑到了这些变化，当投篮距离增加时出现一些代偿动作策略。因此，文献报道了不同的用于适应调节命中率的策略，但是，使用的距离操作的效果对运动控制策略尚不清楚。鉴于篮球跳投的重要性，通过实验证据定性的观察、数学模型的推导和分析来研究这种能力。然而只有很少的研究已经分析了跳投的性能，当距离被实验操纵，分析相对于投篮距离的增加，有助于理解影响运动精度的基本机制和变量。本研究通过分析这些影响因素效应对篮球跳投成绩的影响。假设投篮距离的增加会降低投篮精度，同时也会减少球的出手角度、高度和提高球的出手速度。

    1.实验方法与具体操作

    方法：选取10名男篮球运动员自愿参加研究并签署知情同意书。腿部没有伤病，这可能会影响他们的跳投性能。在研究期间进行练习，参加了定期训练（每周3节）和正常比赛。数据采集前的实验程序，参与者可进行10-20分鐘的热身活动。热身包括一般的和具体的练习，参与者练习一些跳投。在热身之后，再来一次。参加者被指示不要使用篮板，直接通过篮圈命中。然后，允许参与者在数据收集之前进行额外的拍摄，数据收集是在2min之后开始。在三种条件下，用一个标准的表示近距离、中距离和长距离（2.8米、4.8米和6.8米），按顺序进行了10次跳投，记录投篮成功率，确定跳投命中率。随机选择三个成功的试验进行进一步分析。这些是时间正常化的，在每个实验条件下计算每个实验对象的集合平均数。运动开始被定义为参与者开始举起球的瞬间。当运动结束被定义为10帧（0.1s）后，球出手。球出手角分析了出手瞬间垂直线位移和速度。出手角被定义为球的放置和水平之间的角度。使用0.05s的时间是为了减少数字化误差的影响，球的高度被定义为球出手发生的高度。

    为确定动作模式而选择的跳投参数包括对踝关节、膝盖、髋关节、躯干、肩关节、肘关节、腕关节及跟随关节周围多个变量的运动学分析。

    所确定的变量：（A）关节角位移和速度的时间序列;（B）最小和最大关节角位移;（C）关节运动范围;（D）球头关节角放松;（E）最小和最大关节角速度;（F）运动时间。垂直速度表示投篮是在跳跃上升阶段进行的，而负垂直速度则表示篮球是在上升阶段进行的，在跳跃下降阶段执行。数据分析采用四阶递推低通巴特沃思滤波器，利用截止频率为6Hz的滤波器来降低高频分量。滤波测定是从肘关节的角位移中得到的，因为肘关节的位移是最快的。在对坐标进行滤波后，计算出关节的角位移和速度。时间序列数据与移动时间有关的时间被规范化。运动百分比数据数字化的准确性是用随机选择的视频进行三次数字化，并计算肘的变量。

    2.投篮距离的变化对于球变量的影响

    与其他条件相比，距离最远的投篮精度降低。距离从近到远的增加降低了球的出手高度。球出手与中、远条件相比，高度由近距离下降。球的出手角也降低了球从中间执行时距离改变。随着投篮距离的增加，各实验条件下均出现较高的球速。跳投距离最大时，速度以较短的时间进行，与其他条件相比，差异有变化性。显示各实验距离内的投球变量也随着不断地改变。接近投篮是用较高的跳高来进行的，与从中间射门进行的投篮相比是比较高的距离。与远离目标的投篮相比，靠近篮筐的投篮也使球在跳高最高的瞬间出手。

    距离的增加导致了对投篮运动的更大的空间限制。投篮距离越远，虚拟目标越小，而精度也就越小。要求从出手点到篮筐的转台球位移跟着进行变化。这种更大的限制要求演示者改变动作控制策略。发球准确，并产生很大的冲动，以推动球在出手的瞬间。这些策略在球出手瞬间施加高度、角度和速度的变化。这种策略也与远距离投篮的准确性损失密切相关。长距离投篮需要产生很大的冲力，把球推到一个很长的轨道上。小出手高度和推动球的巨大出手冲动与不太准确的投篮有关。此外，这些投篮和下降的跳跃高度还具有肩部屈膝减少的特点。目前的研究也证实了这种策略的使用，包括过早出手球的瞬间。关于跳跃高度峰值，并已应用于允许使用部分跳跃能量，以优化出手球的冲动。在篮筐附近进行的投篮（最接近的状态）给出的接近篮筐时出手并且完成最大的跳跃高度。因此，离篮筐更近的投篮可以获得更大的稳定性，更小的移动球距离，更少的需求产生大量的冲量，在出手瞬间推动球。这些因素有助于理解在靠近篮筐的投篮中所发现的更高的准确性。较低的球出手高度并没有引起跳跃重量减少。这证实了无论投篮距离如何，下肢运动都是一致同步的。它也表明球员的经验水平较低。随着投篮距离的增加，飞向篮筐的水平速度也增大。事实上，质量中心的垂直速度随着距离的增加而增加。这些更大的速度与跳跃产生的能量再利用到上肢与优化出手球的冲动的策略有关。这种策略是在远距离投篮中发现的，以及在产生力量能力减弱的球员身上或经验较少者身上。然而，通过在接近最高速度的时刻出手，球的优化一直与较低的投篮精度有关，这有助于解释在远距离拍摄中发现的低精度。