定点投篮命中率规律研究

定点投篮命中率规律研究 【标题】定点投篮命中率规律研究 【作者】黎康 【关键词】命中率 因素 规律 【指导老师】陆智 【专业】物理学 【正文】1. 绪论1.1研究的背景篮球是人们喜闻乐见的传统运动项目之一，尤其随着我国男子篮球队员不断入选美国NBA 篮球圣殿，篮球运动更加受到不同年龄人群的热爱，而且由于它对场地、器材要求不高，易于普及和推广，并对人的体能、健康有积极的影响，对培养吃苦耐劳、集体主义思想、团队精神有重要的意义。所以篮球运动一直成为学校体育教学内容中必不可少的项目之一和全民健身的主要方式。篮球运动竞技是在专门的规则限制下，双方队员通过篮球的争夺、配合，设法防止对方投篮得分，并力争将球投入对方的球篮，以投中多者为胜的一种运动。因此，不论有如何好的身体素质,精妙的配合，最终的都应该以迅速而准确的投篮和较高投篮的命中率来结束这一次攻守。因此，提高投篮命中率是一支球队在比赛中取得胜利的关键性因素之一。1.2研究的现状虽然现今对投篮命中率研究的文章较多，但人们对于篮球命中率的探讨，基本上仅限于篮球投篮技术、篮球运动员的心理因素等方面。随着现代科学技术的广泛应用，为了提高投篮命中率，从投篮技术、生物力学、流体力学等方面对篮球的运动规律及影响投篮命中率的因素等方面的问题也进行了相关的研究。我国对投篮命中率的生物力学研究主要是在90年代中期至今，这其中包括对投篮的受力分析，篮球在空中旋转以及篮球投篮后与篮筐篮板的受力分析。我想在科学技术不断发展的今天，投篮命中率的研 究必将为以后的篮球运动的发展起到不可估量的推动作用。1.3研究的内容及意义本文的研究的内容是以下几个方面:篮球的投篮技术，主要是从持球手法、身体姿势、瞄准点等方面得到投篮的最佳技术结构。马格努斯效应及旋转球投篮过程的力学分析，通过力学分析得到旋转球的进球优势。特别是本文立足于篮球运动遵从力学规律，以此从理论上得出其运动规律，进而找出影响投篮命中率各因素的关系，然后通过计算机辅助分析、作图、得出这些因素间所遵从的规律，这为我们提高投篮命中率找到了途径。投篮命中率的研究对篮球运动钟运动员定点投篮训练具有一定的实际指导意义。2.篮球运动概述2.1篮球运动的起源篮球运动是由美国马萨诸塞州斯普林菲尔德市，基督教青年会干部训练学校，在加拿大出生的体育教师詹姆斯?奈?史密斯于1891年发明的。当时他受启发于当地青年摘桃扔入桃筐的活动性游戏，即在一块场地的两端设置两个竹制桃筐，展开投篮比赛。2.2篮球运动的发展19世纪90年代，篮球运动无明确的竞赛规则、场地大小、活动人数不限，仅在室内一块狭长的空地两端各放一支桃筐，竞赛时把参赛者分成人数相同的两队，两队集体奔抢球，展开攻守对抗，球进筐就得一分，累计得分多者为胜。进入20世纪30年代以后，篮球技术水平不断提高，单兵作战的基本形式逐渐被掩护、斜防等几个人的相互配合所充实。20世纪50―60年代，随着篮球运动技术、战术的创新发展，规则与技、战术之间的不断制约和相互促进，迫使需要的篮球运动员的身高增长加速。篮球运动员进入一个向高大体型发展的新时期。进入20世纪70年代以后，篮球竞赛名副其实地成了巨人们的“空间游戏”。1973―1978年间竞赛规则又多次对犯规提出了次数的调整和增设追加发球的规定，促使防守与进攻的技术和战术在新的条件制约下，向既重高度、速度、又重智慧、技巧、准确、多变的方向创新发展。现代篮球运动无论男子或 女子今后都将向着体现“智”、“高”、“快”、“全”、“狠”、“准”、“变”的方向发展，而篮球战术运用技艺化的方向和各种风格，不同打法，使篮球形成高度技艺性、高度文化性、高度观赏性、高度商业性的运动。2.3篮球运动在全民体育中所起的作用根据体育运动的项群分类理论，篮球运动属综合性的非周期性的集体运动，这是由其运动内容结构的多元性和竞赛过程的多变性，综合性特征所决定的。所以，从事篮球运动有助于培养活动者的综合素质，增进身体健康，活跃身心，增长知识;对锻炼人的综合才干，开发人的智慧，培养优良的道德品质和顽强的意志作风都在起到积极影响。经常参加篮球运动，对促进人的生理机能，特别是内胀器官与感受器官的功能，中枢神经系统的支配能力有积极作用。现代篮球运动已进入科学化、技艺化、谋略化的新时期，技高与智深的渗透结合，促使运动员既要提高篮球运动水平，又要鞭策自己具有更高的文化知识和文明意识，提高自己对篮球运动本质的理解能力，所以篮球运动对我们的体力和脑力都起到了很好的锻炼。2.4本章小结本章通过研究篮球的起源和发展和篮球运动在全民体育中所起的作用，得到篮球经历了一个漫长的历史阶段，它在不断的改进和发展中形成了现在的篮球运动，篮球运动不但有助于培养活动者的综合素质，增进身体健康，活跃身心，增长知识;而且对锻炼人的综合才干，开发人的智慧，培养优良的道德品质和顽强的意志作风都在起到积极影响。3. 投篮技术结构3.1持球手法适宜的持球手法是正确完成投篮动作的前提。如单手投篮持球动作应是:五指自然分开，手腕后仰，用指根以上部位托住球体的后下部，手心空出，手指微屈，其弯屈度与球面弧度相同，拇指与小指的夹角约为80?左右，球体的重力作用线近乎落在食指和中指之间的指根部位上，肘关节自然下垂，置球于同侧肩的前上方，投篮前另一手扶于球的前侧下部，投篮时则撤离球体。3.2身 体姿势运动员投篮前的身体状态是保持身体平衡，便于投篮协调用力的必需条件。为此正确的身体姿势要求是脚分前后斜向站立，投篮手同侧脚在前，两膝弯曲，含胸收腹，身体重心落在两脚之间，上体稍前倾，双手持球于胸前，即形成持球基本站立姿势，投篮时在此基础上加上持球手法就是投篮前的准备活动。3.3瞄准点瞄准点是运动员投篮时眼睛注视篮圈或篮板的某一点。它能使队员在一瞬间目测出篮圈的确切方位和距离，从而判断投篮出手的用力大小，速度快慢，弧线和落点，使球准确入篮。据对优秀投篮手的调查结果明，多数人把投空心篮的瞄准点定为篮圈前沿离投篮者最近的一点。这个目标清晰，是一个可以感知的实体，能在任何方位上运用，碰板投篮的瞄准点是将球投向篮板并能使球入篮的一点。碰板投篮适用于投篮队员与篮板平面呈15?,45?角的位置，以30?角左右效果最好。碰板投篮时，可根据投篮距离、角度的不同，投篮瞄准点也应随之有所变化。通常投篮的碰板角度小、距离远，则瞄准点离篮圈的距离高而远;如果碰板角度大、距离近，则瞄准点离篮圈就应低而近。3.4抛物线与入篮角投篮时球出手后在空中运行的轨迹称为投篮抛物线，入篮角是指球进入篮圈前一瞬间的运行轨迹反映的曲线和在该点的切线与篮圈平面所形成的夹角。抛物线的高低影响着入篮角的大小，入篮角合适与否是球能否进入篮筐的关键。由于投篮时球出手点低于篮圈水平面，所以，必须依靠适宜的抛物线获得合理的入篮角度，而抛物线的高低是由投篮时出手角度和出手力量决定的。适宜的抛物线不仅能够取得合理的入篮角度，也反映了正确的出手力量与角度及其控制球的飞行方向和落点。3.5投篮过程出手之前的力学分析由图3-1纵轴为手和球之间的压力,横轴为投篮过程手的运动距离;曲线起点为持球准备点，曲线终点为球手分离点。大多数球员投篮的压力曲线如图3-2所示。投篮开始，压力逐渐加大，达到第一 峰值;由于腕、指关节后倒，约在手行程的处，压力有所下降约在手行程的处，压腕开始，压力上升,达到第二峰值;此后压力下降，直至球手分离。第一峰值对投篮不利，如第一峰值大于第二峰值，有掉球的感觉。因此,加大第二峰值，减小第一峰值，手感最好，如图3-3所示。如果有紧张、碰撞、手臂僵硬等情况，投篮过程可能出现多个压力峰值，手感极坏，如图3-4所示。因此，单一峰值、 峰值接近球手分离点、峰值大、曲线光滑等有利于提高投篮命中率。 3.6投空心球运动员投篮时的投射角越大，球的飞行弧度越高，入篮角与入篮截面就越大，随着所允许的误差范围增大，也有利于提高投篮命中率。若在比赛中运动员投篮弧度低，那么入篮截面与允许误差范围也就减小了，这必然降低投篮命中率。篮球的直径R=24cm，篮圈的直径L=45cm，设θ角为投篮命中时的最小入篮角，则投篮命中的最小入篮角等于篮球直径与篮圈直径之比的反正弦函数,即(3-1)当入篮角减小到32.23?时，入篮截面将等于篮球的直径，这时的允许误差范围已经降到零。如果入篮角再减小，球不可避免地要碰上篮筐的前缘。实际上投篮的弧度以中等弧度或稍高一些为好，如果为了追求更大的入篮角和增大投篮的抛物线弧度，则必然要增大出手速度和投射角，所以只要满足投篮的如射角度就能够保证篮球空心入筐。3.7投碰板篮不旋转球碰板后基本上以相同的角度反弹回来，入篮角和反射角大致相等。正面碰板和侧面碰板的情况又有所不同。投正面碰板球时，碰板点的高低，取决于投篮的力量和飞行弧线。球的飞行弧度越大，入篮角和反射角也越大，碰板点(在30cm的位置)就应当相应地也升 高一些。如果碰板点很高，又以较小的入篮角碰板时，球将在篮板反弹以后超越篮筐上方而飞过。投侧面碰板球时，碰板后也是以相同的角度回弹出去。如果从右侧45?角投碰板球，反弹球也应该是45?，为了使球反弹后穿过篮心，碰板点应该从篮板中心向右37.5cm的点最好。因为从篮板到篮心的距离是37.5cm，反射角是45?，恰好构成一个正三角形。按照这个要求投出的球命中率较高。3.8本章小结本章通过分析篮球的投篮技术，如持球手法、身体姿势、瞄准点等，最后得出合理的投篮从而提高篮球的投篮命中率，同时也分析得出投篮技术是提高投篮命中率的一个重要因素。4. 投篮中球的旋转问题4.1马格努斯效应在从事球类运动的人都知道，乒乓球、排球、足球、篮球等许多项目中，在球开始飞行前对球施以足够的旋转，就能使球沿曲线飞行。这种作用是德国科学家马格努斯首先发现的，故称为马格努斯效应。我们可以这样来解释它:物体旋转时会带着与它直接接触的那部分流体一起旋转。这部分流体又会对相邻的流体产生同样的影响。这样物体就得到一个跟它一起旋转的附面层附面层与气流运动方向的差异，导致球的两边压力不同，附面层的空气与气流方向相反的一边，会形成 一个高压区域，在另一边，由于附面层与气流方向一致，则形成