王 鵬,黃建民,劉海國

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

我國優(yōu)秀男子跳高運動員助跑技術的運動學分析

王 鵬1,黃建民2,劉海國1

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

采用文獻資料法、專家訪談法、三維高速攝像法和數理統(tǒng)計法等方法,對我國四名優(yōu)秀男子跳高運動員的助跑技術進行分析。研究發(fā)現我國優(yōu)秀男子跳高運動員的技術問題主要有三個: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)膝關節(jié)在倒一步擺動腿支撐階段的蹬伸幅度需要加大。

運動學分析;助跑技術;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

男子跳高曾經是我國優(yōu)勢項目,1983～1984年間,我國著名運動員朱建華連續(xù) 3次打破男子跳高世界紀錄,但 1986年后我國的跳高運動總體水平出現了下滑的趨勢,與世界先進水平拉開了距離,并且在亞洲的優(yōu)勢也逐漸喪失。近 20年來,我國男子跳高運動整體水平一直徘徊在較低的水平,而且成績一再下滑,我國男子跳高運動水平與世界水平差距逐步加大,面對這種現狀,本研究針對目前我國優(yōu)秀男子跳高運動員的助跑技術進行系統(tǒng)的分析,獲得研究對象助跑技術的運動學指標,從運動學角度找出我國優(yōu)秀男子跳高運動員在助跑技術上的問題,為以后在訓練中改進隊員技術提供較為準確的參考依據。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

表1 研究對象的基本情況一覽表

研究對象為我國現階段優(yōu)秀男子跳高運動員王臣、徐欣、張樹峰、黃海強,研究對象的技術資料選用 2008年全國田徑大獎賽杭州蕭山站每人成功的最好一跳。

2.2 研究方法

2.2.1 文獻資料法 根據研究需要,分別通過網絡數據庫和圖書館收集并整理相關資料,為本研究提供理論依據及參考依據。

2.2.2 專家訪談 對國家隊跳高教練員和運動生物力學專家就本研究進行深入的訪談。

2.2.3 三維高速攝像

2.2.3.1 使用的儀器 兩臺美國 PULN IX公司生產的 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;專用計算機一臺;相同型號的三角架兩個。

2.2.3.2 拍攝步驟

(1)在測試之前,把兩個攝像機分別置于起跳點右側位和右后側位,主光軸垂直于運動平面,攝像機距離起跳點的距離均為 14.5米,機高 1.2米,拍攝頻率為 120幀 /秒,兩臺攝像機主光軸夾角約為 90°。

(2)進行調試光圈、焦距,使拍攝圖像達最佳效果,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,比賽結束后再拍攝一次框架,防止出現意外。愛捷三維 DLT輻射框架的擺放:1號桿和 2號桿最外面的球中心連線為 X軸,指向運動員助跑方向;2號桿和 7號桿最外面球的中心連線為 Y軸;Z軸為X、Y軸構成的平面的垂直方向;0號短桿指向助跑方向。

(4)在運動員開始助跑時啟動影像采集軟件,采集結束監(jiān)控錄像,中間不停機不碰機,拍攝所需完整的技術錄像。

2.2.4 影像解析法 使用美國艾里爾運動生物力學分析系統(tǒng)APAS(Ariel Performance Analysis System)對收集到的資料進行量化處理,在解析過程中,采用日本松井秀治人體慣性參數模型,并依據人體模型的標準和研究需要選取 19個關節(jié)點,對跳高整個技術過程進行解析處理,對解析數據通過低通數字濾波法進行平滑處理,平滑系數為 8,將獲取的原始數據指標保存到EXCEL軟件中。

2.2.5 數理統(tǒng)計法 使用 SPSS12.0軟件包和Microsoft Excel 2003對錄像解析出來的數據進行統(tǒng)計學分析和處理。

2.2.6 比較分析法 對研究對象助跑的運動學參數進行橫向對比與分析,同時和所獲得國外優(yōu)秀運動員的運動學指標進行對比。

3.2.7 本研究階段劃分的說明 為了便于研究,對階段劃分說明如下圖所示:

圖1 階段劃分說明圖

4 結果與分析

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鍵也是最復雜的階段[1],背越式跳高應該是從倒數第三步進入弧線段開始,就要有準備起跳的意識,這體現在助跑的積極加速和向起跳點迅速跑進,這幾步的要求是積極加速和動作結構平穩(wěn),最后幾步的助跑速度和步長是助跑階段重要的評價指標,這也是訓練和比賽中教練員很注重的環(huán)節(jié),王臣和徐欣在訓練中就經常采用跑海面塊來改進助跑節(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環(huán)節(jié)的前導性因素,它是起跳腿承受負荷的主要來源,助跑速度的大小決定著整個起跳過程中其它因素的變化,進而影響起跳效果,在跳高中有著決定性的作用[2]。朱建華在跳 2.39米時,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,索托馬約爾在倒數第二步時,身體重心的水平速度達到了驚人的 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,快速助跑對背越式跳高起著重要的作用。現代背越式跳高技術的發(fā)展趨勢之一,就是進一步提高助跑速度。優(yōu)秀背越式跳高運動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,因此它又是整個助跑的核心,是比較關鍵的技術環(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,應特別強調保持倒數第二步助跑的積極性和發(fā)揮擺動腿在推動身體重心快速前移過程中的積極作用,它對于提高起跳效果極為明顯。表2是研究對象最后三步的助跑速度。

表2 研究對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動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,當然這同本研究對象起跳高度以及運動生物力學測量方法手段的不同有也有很大的關系。四人中張樹峰的助跑速度最快,黃海強的助跑速度最慢,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系。這種正比關系從一定程度上是對“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)是一種對立統(tǒng)一的關系,在助跑速度指標上可以看出王臣和徐欣需要在保持助跑速度的基礎上,降低助跑速度的損失,提高運動員助跑速度的利用率。

從圖2可以看出四名運動員重心速度在最后三步的變化情況,在倒一步騰空時間上我們看到黃海強的騰空時間最短,他的騰空時間只有 0.25秒,這說明黃海強最后一步擺動腿的支撐牢固有力,蹬伸快速,重心向前性好,所以黃海強重心速度下降的最少。最后一步支撐和騰空時間可以作為評價助跑速度的一個重要指標,較好的技術應該是倒一步支撐和騰空時間的比例越大越好。在這個技術環(huán)節(jié)上,徐欣的技術特點是倒一步支撐時間短,這會導致倒一步支撐較差,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重心速度有一個明顯的下降,如果能夠減少這個時刻的速度損失,他會獲得更快更有效的助跑速度。

圖2 四名運動員最后三步助跑速度的變化圖

4.2 倒三步的步長

步長是評價運動員助跑技術的重要運動學指標,步長的大小決定著運動員的助跑節(jié)奏,能否形成最佳的起跳著地姿勢。侯君吉認為,在倒數幾步的助跑中,倒數第二步步長要大于倒數第一步,同時也大于倒數第三步[3]。這與有的學者提出的“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,最后一步應該最快,較短的倒一步步長可以更好地推動身體前移,使起跳腳快速有力的踏上起跳點。容易出現傷病。步長最短的黃海強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,關于最后一步步長與傷病的問題需要進一步的討論,在訓練中也需要重點關注。我國優(yōu)秀運動員最后一步步長同國外優(yōu)秀運動員的差異,需要教練員在訓練過程中著重考慮,合適的倒一步步長對起跳技術的影響,對教練員的訓練是一種思路。

表3 研究對象的最后兩步平均步長(m)

研究對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。他們三人最后三步助跑的步長比呈現出逐漸減少的變化,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,這會使徐欣的兩腿蹬、擺動作幅度減小,影響身體重心水平速度和起跳點的位置,在訓練中徐欣的助跑步長和起跳點是其技術訓練的重點。

4.3 倒一步擺動腿支撐階段的運動學分析

通過表3可以看研究對象和國外優(yōu)秀運動員最后三步步長的情況,中國四名運動員中王臣的最后三步的平均步長最長,甚至比國外優(yōu)秀運動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動員最差的,在助跑階段他要通過較長的步長來彌補體能缺陷。王臣在步長指標上已經達到國外優(yōu)秀運動員的水平,需要提高自身的專項能力,這樣才能充分發(fā)揮他步幅大的優(yōu)勢。其他三名運動員助跑步長還有待提高,倒一步步長過短雖然會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

在倒一步擺動腿著地時刻,為了進一步加速重心的快速前移,應有力地蹬伸擺動腿,并充分地伸展踝關節(jié),推動髖部和軀干大幅度快速前移。擺動腿這一積極主動的動作,對起跳腳迅速地踏上起跳點和起跳身體迅速地由內傾變?yōu)樨Q直,有著十分重要的意義[1]。

擺動腿的緩沖是為擺動腿快速有力地后蹬做準備,擺動腿技術的好壞直接影響到擺動腿的蹬伸技術。從表4可以看出,從擺動腿著地到擺動腿最大緩沖時四名研究對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,達到 1.328 m/s。

表4 研究對象擺動腿倒一步支撐階段運動學特征

擺動腿著地瞬間,人體無法避免來自地面的制動力,擺動腿被迫通過屈膝和屈踝緩沖制動,必然會造成重心速度的下降。但是屈膝和屈踝緩沖技術差,會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,膝關節(jié)變化小,只有23.926°,雖然徐欣的膝關節(jié)變化幅度只有 8.366°,但是他踝關節(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,同樣黃海強的膝關節(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屈膝技術來提高助跑速度的利用率。

在擺動腿支撐蹬伸階段,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,擺動腿從最大緩沖開始蹬伸加速到離開支撐點,身體重心速度必然提高[5]。閻之樸(2004年)研究的 8名運動員擺動腿蹬伸階段身體重心速度平均提高 0.22 m/s,本研究對象平均提高了 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°,是四名運動員最小的,這和王臣自身的專項素質有很大的關系,說明王臣在蹬伸階段技術較大的改進空間。節(jié)的伸展程度,增大膝關節(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腿支撐無力的現象。擺動腿的蹬伸幅度達到 50°～60°,這個數值從本研究所得到的數據以及查閱文獻看,并沒有這么大,所以具體蹬伸角度范圍的問題需要進一步的探討。

圖4 擺動腿往倒一步蹬伸階段膝關節(jié)變化圖

5 結 論

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

5.2 通過對倒三步步長的分析,可以看出四名研究對象除徐欣外,其他三名運動員步長比例穩(wěn)定。倒一步步長過短可能會導致運動員出現傷病。

5.3 在倒一步擺動腿支撐階段,王臣踝關節(jié)的蹬伸幅度較小,說明他需要進一步加強擺動腿踝關節(jié)的力量,減小由此造成的助跑速度的損失。徐欣躁關節(jié)的蹬伸幅度大于膝關節(jié),助跑速度下降較小。王臣和徐欣膝關節(jié)的蹬伸幅度都有改進的空間。

5.4 擺動腿在倒一步支撐階段,膝關節(jié)的蹬伸幅度并不大,具體的蹬伸值需要進一步研究。

《田徑運動高級教程》對背越式跳高擺動腿蹬伸技術做了較為詳細的論述,在蹬離擺動腿蹬離地面瞬間,膝關節(jié)約成150°～160°,使擺動腿的蹬伸幅度達到 50°～60°,擺動腿這一積極主動的動作,對于起跳腳迅速踏上起跳點和起跳時身體迅速地由內傾變?yōu)樨Q直,有著十分重要的意義[1]。本研究所獲得的數據同高級教程中的有很大的差距,四名運動員的平均值只有132.881°,擺動腿的蹬伸幅度平均值只有 15.339°,這些數據值同陳麗波的碩士論文[6]中的數值相近。由于數值差距較大,可能是由于采用不同的測試方法造成的,但是進一步提高膝關

[1]文超.田徑運動高級教程 [M].北京:人民體育出版社,1996:404.

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[6]陳麗波.我國部分優(yōu)秀女子背越式跳高運動員最后四步助跑一起跳及過桿技術的運動學分析[D]//:蘇州大學,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,研究方向體育技術診斷與體能訓練。