我國優(yōu)秀男子跳高運(yùn)動(dòng)員助跑技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

王 鵬,黃建民,劉海國

(1.曲靖師范學(xué)院體育學(xué)院,云南曲靖 650011;2.國家田徑管理中心,北京 100061)

我國優(yōu)秀男子跳高運(yùn)動(dòng)員助跑技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

王 鵬1,黃建民2,劉海國1

(1.曲靖師范學(xué)院體育學(xué)院,云南曲靖 650011;2.國家田徑管理中心,北京 100061)

采用文獻(xiàn)資料法、專家訪談法、三維高速攝像法和數(shù)理統(tǒng)計(jì)法等方法,對(duì)我國四名優(yōu)秀男子跳高運(yùn)動(dòng)員的助跑技術(shù)進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)我國優(yōu)秀男子跳高運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)問題主要有三個(gè):1)助跑速度在倒第一步階段下降幅度較大;2)倒三步的步長比例不夠合理,倒一步的步長過小;3)膝關(guān)節(jié)在倒一步擺動(dòng)腿支撐階段的蹬伸幅度需要加大。

運(yùn)動(dòng)學(xué)分析;助跑技術(shù);跳高;男子

Abstract:This article adopted the methods of literature,expert interview,photography of three dimensional in high speed,and mathematic statistics etc to analyze the approach technique ofChinese elite female high jumper.We could find the technique of Chinese female high jumper has threemain problems:1)the approach velocity at the last stride phase has a sharp decrease;2)the stride proportion of the last three strides is unreasonable,the last stride ismuch big;3)the extension extent of the angle of knee at swing leg supporting phase need to increase.

Key words:kinematics analysis;approach technique;high jumper;male

男子跳高曾經(jīng)是我國優(yōu)勢項(xiàng)目,1983～1984年間,我國著名運(yùn)動(dòng)員朱建華連續(xù) 3次打破男子跳高世界紀(jì)錄,但 1986年后我國的跳高運(yùn)動(dòng)總體水平出現(xiàn)了下滑的趨勢,與世界先進(jìn)水平拉開了距離,并且在亞洲的優(yōu)勢也逐漸喪失。近 20年來,我國男子跳高運(yùn)動(dòng)整體水平一直徘徊在較低的水平,而且成績一再下滑,我國男子跳高運(yùn)動(dòng)水平與世界水平差距逐步加大,面對(duì)這種現(xiàn)狀,本研究針對(duì)目前我國優(yōu)秀男子跳高運(yùn)動(dòng)員的助跑技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析,獲得研究對(duì)象助跑技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo),從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度找出我國優(yōu)秀男子跳高運(yùn)動(dòng)員在助跑技術(shù)上的問題,為以后在訓(xùn)練中改進(jìn)隊(duì)員技術(shù)提供較為準(zhǔn)確的參考依據(jù)。

2 研究對(duì)象與方法

2.1 研究對(duì)象

表1 研究對(duì)象的基本情況一覽表

研究對(duì)象為我國現(xiàn)階段優(yōu)秀男子跳高運(yùn)動(dòng)員王臣、徐欣、張樹峰、黃海強(qiáng),研究對(duì)象的技術(shù)資料選用 2008年全國田徑大獎(jiǎng)賽杭州蕭山站每人成功的最好一跳。

2.2 研究方法

2.2.1 文獻(xiàn)資料法 根據(jù)研究需要,分別通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫和圖書館收集并整理相關(guān)資料,為本研究提供理論依據(jù)及參考依據(jù)。

2.2.2 專家訪談 對(duì)國家隊(duì)跳高教練員和運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)專家就本研究進(jìn)行深入的訪談。

2.2.3 三維高速攝像

2.2.3.1 使用的儀器 兩臺(tái)美國 PULN IX公司生產(chǎn)的 CCD高速掃描攝像頭 (T M-6710CL),高速采集卡為 METEOR IICAMERA-L INK(加拿大);愛捷三維 DLT輻射立體框架一套;專用計(jì)算機(jī)一臺(tái);相同型號(hào)的三角架兩個(gè)。

2.2.3.2 拍攝步驟

(1)在測試之前,把兩個(gè)攝像機(jī)分別置于起跳點(diǎn)右側(cè)位和右后側(cè)位,主光軸垂直于運(yùn)動(dòng)平面,攝像機(jī)距離起跳點(diǎn)的距離均為 14.5米,機(jī)高 1.2米,拍攝頻率為 120幀 /秒,兩臺(tái)攝像機(jī)主光軸夾角約為 90°。

(2)進(jìn)行調(diào)試光圈、焦距,使拍攝圖像達(dá)最佳效果,便于解析分析,減少誤差。

(3)在賽前,先拍攝下愛捷三維輻射立體框架,比賽結(jié)束后再拍攝一次框架,防止出現(xiàn)意外。愛捷三維 DLT輻射框架的擺放:1號(hào)桿和 2號(hào)桿最外面的球中心連線為 X軸,指向運(yùn)動(dòng)員助跑方向;2號(hào)桿和 7號(hào)桿最外面球的中心連線為 Y軸;Z軸為X、Y軸構(gòu)成的平面的垂直方向;0號(hào)短桿指向助跑方向。

(4)在運(yùn)動(dòng)員開始助跑時(shí)啟動(dòng)影像采集軟件,采集結(jié)束監(jiān)控錄像,中間不停機(jī)不碰機(jī),拍攝所需完整的技術(shù)錄像。

2.2.4 影像解析法 使用美國艾里爾運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析系統(tǒng)APAS(Ariel Performance Analysis System)對(duì)收集到的資料進(jìn)行量化處理,在解析過程中,采用日本松井秀治人體慣性參數(shù)模型,并依據(jù)人體模型的標(biāo)準(zhǔn)和研究需要選取 19個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn),對(duì)跳高整個(gè)技術(shù)過程進(jìn)行解析處理,對(duì)解析數(shù)據(jù)通過低通數(shù)字濾波法進(jìn)行平滑處理,平滑系數(shù)為 8,將獲取的原始數(shù)據(jù)指標(biāo)保存到EXCEL軟件中。

2.2.5 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 使用 SPSS12.0軟件包和Microsoft Excel 2003對(duì)錄像解析出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和處理。

2.2.6 比較分析法 對(duì)研究對(duì)象助跑的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)進(jìn)行橫向?qū)Ρ扰c分析,同時(shí)和所獲得國外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。

3.2.7 本研究階段劃分的說明 為了便于研究,對(duì)階段劃分說明如下圖所示:

圖1 階段劃分說明圖

4 結(jié)果與分析

背越式跳高所采用的弧線助跑,弧線助跑的優(yōu)勢主要是能夠更好地加速和發(fā)揮速度以及形成更有效率的最后起跳用力姿勢。助跑的最后三步是助跑階段最關(guān)鍵也是最復(fù)雜的階段[1],背越式跳高應(yīng)該是從倒數(shù)第三步進(jìn)入弧線段開始,就要有準(zhǔn)備起跳的意識(shí),這體現(xiàn)在助跑的積極加速和向起跳點(diǎn)迅速跑進(jìn),這幾步的要求是積極加速和動(dòng)作結(jié)構(gòu)平穩(wěn),最后幾步的助跑速度和步長是助跑階段重要的評(píng)價(jià)指標(biāo),這也是訓(xùn)練和比賽中教練員很注重的環(huán)節(jié),王臣和徐欣在訓(xùn)練中就經(jīng)常采用跑海面塊來改進(jìn)助跑節(jié)奏及步長。

4.1 最后三步的重心速度

速度是背越式跳高的靈魂。助跑速度是決定起跳各個(gè)環(huán)節(jié)的前導(dǎo)性因素,它是起跳腿承受負(fù)荷的主要來源,助跑速度的大小決定著整個(gè)起跳過程中其它因素的變化,進(jìn)而影響起跳效果,在跳高中有著決定性的作用[2]。朱建華在跳 2.39米時(shí),最后六步的助跑速度為 8.37米 /秒,雖然最后四步略有下降,但是平均速度仍接近于 8.50米 /秒,同樣世界記錄保持者,索托馬約爾在倒數(shù)第二步時(shí),身體重心的水平速度達(dá)到了驚人的 8.93米 /秒,快速助跑是他們成功的必備條件。

助跑還為順利過桿創(chuàng)造了前提條件。因此,快速助跑對(duì)背越式跳高起著重要的作用?，F(xiàn)代背越式跳高技術(shù)的發(fā)展趨勢之一,就是進(jìn)一步提高助跑速度。優(yōu)秀背越式跳高運(yùn)動(dòng)員都具有良好的助跑速度水平,而背越式跳高的最后兩步助跑承接助跑和起跳,因此它又是整個(gè)助跑的核心,是比較關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié),起著承上啟下的重要作用,決定了隨后的起跳技術(shù)的好壞以及起跳所能獲得的騰起初速度的大小等。而起跳過程技術(shù)合理與否,則直接決定騰起初速度的大小,最終決定身體重心的高度以及所能越過的高度。為了使助跑和起跳更緊密地銜接起來,應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)保持倒數(shù)第二步助跑的積極性和發(fā)揮擺動(dòng)腿在推動(dòng)身體重心快速前移過程中的積極作用,它對(duì)于提高起跳效果極為明顯。表2是研究對(duì)象最后三步的助跑速度。

表2 研究對(duì)象最后三步重心的平均速度 (m/s)

通過表2我們可以清楚的看出四名運(yùn)動(dòng)員最后三步助跑速度的變化情況,整體趨勢都是重心速度逐漸下降,同朱建華和索托馬約爾相比,他們的平均助跑速度要慢很多,當(dāng)然這同本研究對(duì)象起跳高度以及運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)測量方法手段的不同有也有很大的關(guān)系。四人中張樹峰的助跑速度最快,黃海強(qiáng)的助跑速度最慢,但是前者的重心速度損失最大,后者重心速度保持的較好,倒一步重心平均速度只比倒二步降低了4.34%,張樹峰則降低了 8.62%,徐欣和王臣分別為 8.31%、7.73%,助跑速度同助跑速度的損失成較明顯的正比關(guān)系。這種正比關(guān)系從一定程度上是對(duì)“最大可控速度”的一種解釋,助跑速度快慢和助跑速度平穩(wěn)是一種對(duì)立統(tǒng)一的關(guān)系,在助跑速度指標(biāo)上可以看出王臣和徐欣需要在保持助跑速度的基礎(chǔ)上,降低助跑速度的損失,提高運(yùn)動(dòng)員助跑速度的利用率。

從圖2可以看出四名運(yùn)動(dòng)員重心速度在最后三步的變化情況,在倒一步騰空時(shí)間上我們看到黃海強(qiáng)的騰空時(shí)間最短,他的騰空時(shí)間只有 0.25秒,這說明黃海強(qiáng)最后一步擺動(dòng)腿的支撐牢固有力,蹬伸快速,重心向前性好,所以黃海強(qiáng)重心速度下降的最少。最后一步支撐和騰空時(shí)間可以作為評(píng)價(jià)助跑速度的一個(gè)重要指標(biāo),較好的技術(shù)應(yīng)該是倒一步支撐和騰空時(shí)間的比例越大越好。在這個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)上,徐欣的技術(shù)特點(diǎn)是倒一步支撐時(shí)間短,這會(huì)導(dǎo)致倒一步支撐較差,影響助跑速度的保持和起跳階段的用力。王臣的缺陷是倒一步著地時(shí)重心速度有一個(gè)明顯的下降,如果能夠減少這個(gè)時(shí)刻的速度損失,他會(huì)獲得更快更有效的助跑速度。

圖2 四名運(yùn)動(dòng)員最后三步助跑速度的變化圖

4.2 倒三步的步長

步長是評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員助跑技術(shù)的重要運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo),步長的大小決定著運(yùn)動(dòng)員的助跑節(jié)奏,能否形成最佳的起跳著地姿勢。侯君吉認(rèn)為,在倒數(shù)幾步的助跑中,倒數(shù)第二步步長要大于倒數(shù)第一步,同時(shí)也大于倒數(shù)第三步[3]。這與有的學(xué)者提出的“助跑最后三步的步長是中、大、小,最后幾步助跑頻率在穩(wěn)定中逐步提高,并要求最后三步均在弧線助跑中完成”的研究結(jié)論相一致[4]。一般來說都是倒二步的步長要長于倒一步的步長,最后一步應(yīng)該最快,較短的倒一步步長可以更好地推動(dòng)身體前移,使起跳腳快速有力的踏上起跳點(diǎn)。容易出現(xiàn)傷病。步長最短的黃海強(qiáng)最近幾年一直受膝傷困擾,同樣步長較短的徐欣也存在一定的傷病,關(guān)于最后一步步長與傷病的問題需要進(jìn)一步的討論,在訓(xùn)練中也需要重點(diǎn)關(guān)注。我國優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員最后一步步長同國外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的差異,需要教練員在訓(xùn)練過程中著重考慮,合適的倒一步步長對(duì)起跳技術(shù)的影響,對(duì)教練員的訓(xùn)練是一種思路。

表3 研究對(duì)象的最后兩步平均步長(m)

研究對(duì)象的最后三步步長的比例,除徐欣以外都是大、中、小,總體上接近 1:1:1,在保持步長比例的前提下,相應(yīng)縮小最后一步步長,有利于保持助跑速度和提高速度利用率。他們?nèi)俗詈笕街艿牟介L比呈現(xiàn)出逐漸減少的變化,這種比例說明他們能夠很連貫地完成各步之間的銜接,節(jié)奏性較好,保持了良好的助跑速度。徐欣的三步比例為大、小、中,這會(huì)使徐欣的兩腿蹬、擺動(dòng)作幅度減小,影響身體重心水平速度和起跳點(diǎn)的位置,在訓(xùn)練中徐欣的助跑步長和起跳點(diǎn)是其技術(shù)訓(xùn)練的重點(diǎn)。

4.3 倒一步擺動(dòng)腿支撐階段的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

通過表3可以看研究對(duì)象和國外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員最后三步步長的情況,中國四名運(yùn)動(dòng)員中王臣的最后三步的平均步長最長,甚至比國外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的平均水平還要高,身高優(yōu)勢是其中的原因之一,由于他的力量是四名運(yùn)動(dòng)員最差的,在助跑階段他要通過較長的步長來彌補(bǔ)體能缺陷。王臣在步長指標(biāo)上已經(jīng)達(dá)到國外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的水平,需要提高自身的專項(xiàng)能力,這樣才能充分發(fā)揮他步幅大的優(yōu)勢。其他三名運(yùn)動(dòng)員助跑步長還有待提高,倒一步步長過短雖然會(huì)減小助跑速度的下降,但是不利于充分拉伸肌肉,形成最佳的起跳著地姿勢,而且還

在倒一步擺動(dòng)腿著地時(shí)刻,為了進(jìn)一步加速重心的快速前移,應(yīng)有力地蹬伸擺動(dòng)腿,并充分地伸展踝關(guān)節(jié),推動(dòng)髖部和軀干大幅度快速前移。擺動(dòng)腿這一積極主動(dòng)的動(dòng)作,對(duì)起跳腳迅速地踏上起跳點(diǎn)和起跳身體迅速地由內(nèi)傾變?yōu)樨Q直,有著十分重要的意義[1]。

擺動(dòng)腿的緩沖是為擺動(dòng)腿快速有力地后蹬做準(zhǔn)備,擺動(dòng)腿技術(shù)的好壞直接影響到擺動(dòng)腿的蹬伸技術(shù)。從表4可以看出,從擺動(dòng)腿著地到擺動(dòng)腿最大緩沖時(shí)四名研究對(duì)象的重心速度都有下降,從 7.770±0.493 m/s下降到 7.092±0.170 m/s,黃海強(qiáng)的重心速度下降的幅度最小,只下降了 0.165 m/s,王臣的下降最多,達(dá)到 1.328 m/s。

表4 研究對(duì)象擺動(dòng)腿倒一步支撐階段運(yùn)動(dòng)學(xué)特征

擺動(dòng)腿著地瞬間,人體無法避免來自地面的制動(dòng)力,擺動(dòng)腿被迫通過屈膝和屈踝緩沖制動(dòng),必然會(huì)造成重心速度的下降。但是屈膝和屈踝緩沖技術(shù)差,會(huì)使重心速度下降過多。王臣在起跳腿著地瞬間到最大緩沖瞬間,膝關(guān)節(jié)變化小,只有23.926°,雖然徐欣的膝關(guān)節(jié)變化幅度只有 8.366°,但是他踝關(guān)節(jié)的變化幅度卻是最大的 51.269°,這使他能避免重心速度的下降過多,同樣黃海強(qiáng)的膝關(guān)節(jié)變化最大 (36.173°),使他能夠更好地緩沖來自地面的阻力,這也是重心速度下降最少的原因之一。因此王臣和徐欣都可以通過改進(jìn)屈膝技術(shù)來提高助跑速度的利用率。

在擺動(dòng)腿支撐蹬伸階段,身體重心的平均速度從 7.092±0.170 m/s增加到了 7.228±0.295 m/s,擺動(dòng)腿從最大緩沖開始蹬伸加速到離開支撐點(diǎn),身體重心速度必然提高[5]。閻之樸(2004年)研究的 8名運(yùn)動(dòng)員擺動(dòng)腿蹬伸階段身體重心速度平均提高 0.22 m/s,本研究對(duì)象平均提高了 0.136 m/s,平均值方面要小。支撐蹬伸階段王臣重心速度沒有提高,而是繼續(xù)下降,王臣的踝關(guān)節(jié)蹬伸不充分是重要的原因之一,他的蹬伸幅度只有 33.01°,是四名運(yùn)動(dòng)員最小的,這和王臣自身的專項(xiàng)素質(zhì)有很大的關(guān)系,說明王臣在蹬伸階段技術(shù)較大的改進(jìn)空間。節(jié)的伸展程度,增大膝關(guān)節(jié)蹬伸幅度,可以充分發(fā)揮肌肉力量,加大做功距離,提高身體重心高度,并使身體快速前移,防止臀部下坐和擺動(dòng)腿支撐無力的現(xiàn)象。擺動(dòng)腿的蹬伸幅度達(dá)到 50°～60°,這個(gè)數(shù)值從本研究所得到的數(shù)據(jù)以及查閱文獻(xiàn)看,并沒有這么大,所以具體蹬伸角度范圍的問題需要進(jìn)一步的探討。

圖4 擺動(dòng)腿往倒一步蹬伸階段膝關(guān)節(jié)變化圖

5 結(jié) 論

5.1 我國男子跳高運(yùn)動(dòng)在倒三步助跑速度上需要提高,除黃海強(qiáng)外其他三名運(yùn)動(dòng)員需要優(yōu)化倒一步支撐和騰空的時(shí)間比例,減小倒一步助跑速度的下降。

5.2 通過對(duì)倒三步步長的分析,可以看出四名研究對(duì)象除徐欣外,其他三名運(yùn)動(dòng)員步長比例穩(wěn)定。倒一步步長過短可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)傷病。

5.3 在倒一步擺動(dòng)腿支撐階段,王臣踝關(guān)節(jié)的蹬伸幅度較小,說明他需要進(jìn)一步加強(qiáng)擺動(dòng)腿踝關(guān)節(jié)的力量,減小由此造成的助跑速度的損失。徐欣躁關(guān)節(jié)的蹬伸幅度大于膝關(guān)節(jié),助跑速度下降較小。王臣和徐欣膝關(guān)節(jié)的蹬伸幅度都有改進(jìn)的空間。

5.4 擺動(dòng)腿在倒一步支撐階段,膝關(guān)節(jié)的蹬伸幅度并不大,具體的蹬伸值需要進(jìn)一步研究。

《田徑運(yùn)動(dòng)高級(jí)教程》對(duì)背越式跳高擺動(dòng)腿蹬伸技術(shù)做了較為詳細(xì)的論述,在蹬離擺動(dòng)腿蹬離地面瞬間,膝關(guān)節(jié)約成150°～160°,使擺動(dòng)腿的蹬伸幅度達(dá)到 50°～60°,擺動(dòng)腿這一積極主動(dòng)的動(dòng)作,對(duì)于起跳腳迅速踏上起跳點(diǎn)和起跳時(shí)身體迅速地由內(nèi)傾變?yōu)樨Q直,有著十分重要的意義[1]。本研究所獲得的數(shù)據(jù)同高級(jí)教程中的有很大的差距,四名運(yùn)動(dòng)員的平均值只有132.881°,擺動(dòng)腿的蹬伸幅度平均值只有 15.339°,這些數(shù)據(jù)值同陳麗波的碩士論文[6]中的數(shù)值相近。由于數(shù)值差距較大,可能是由于采用不同的測試方法造成的,但是進(jìn)一步提高膝關(guān)

[1]文超.田徑運(yùn)動(dòng)高級(jí)教程 [M].北京:人民體育出版社,1996:404.

[2]玉泉.當(dāng)今世界跳高運(yùn)動(dòng)發(fā)展特點(diǎn)及趨勢[J].體育與科學(xué),1999,20(2):34-37.

[3]侯君吉.背越式跳高助跑的生物力學(xué)分析[J].中國體育科技,1997,33(11-12):53-54.

[4]高潮.背越式跳高速度的研究 [J].遼寧體育科技,2002,24(1):15-17.

[5]閆之樸.跳高運(yùn)動(dòng)員尹學(xué)利起跳技術(shù)的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J].山東體育科技,2003,25(1):3-4.

[6]陳麗波.我國部分優(yōu)秀女子背越式跳高運(yùn)動(dòng)員最后四步助跑一起跳及過桿技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[D]//:蘇州大學(xué),2006:29.

Kinematic analysis on approach technique of Chinese elite malehigh jumper

WANG Peng1,HUANG Jian-min2,L IU Hai-guo1
(1.Inst.of P E,Qujing Teachers’College,Qujing650011;2.National Adm inistrative Center of A thletics,Beijing 100061,China)

G823.1

A

1009-9840(2010)02-0016-04

2010-02-08

王鵬 (1983-),男,碩士,助教,研究方向體育技術(shù)診斷與體能訓(xùn)練。