徐國能, 陶 鈞

(1.浙江師范大學(xué)體育與健康科學(xué)學(xué)院,浙江金華 321004;2.瀝海鎮(zhèn)中學(xué),浙江上虞 312300)

對于背越式跳高來說,起跳階段擺動(dòng)腿技術(shù)的研究是不可忽視的環(huán)節(jié).擺動(dòng)腿在起跳腿著地瞬間及整個(gè)起跳過程中,為充分利用助跑速度、騰起角度以及維持整個(gè)身體平衡都起著非常重要的作用.本研究運(yùn)用 Simimotion運(yùn)動(dòng)解析系統(tǒng),對我國優(yōu)秀男子跳高運(yùn)動(dòng)員黃海強(qiáng)起跳階段擺動(dòng)腿技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行分析,并與我國優(yōu)秀選手朱建華、國外優(yōu)秀選手進(jìn)行橫向比較.

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

研究對象:我國男子優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員黃海強(qiáng) (1982年 2月出生,身高 190 cm,體質(zhì)量 75 kg,右腳起跳),2006年石家莊錦標(biāo)賽;2007年 5月訓(xùn)練;2007年 8月石家莊比賽.

1.2 研究方法 (攝像測量法)

采用 2臺索尼數(shù)碼攝像機(jī),放置位置如圖 1所示,定點(diǎn)拍攝運(yùn)動(dòng)員助跑及起跳過程 (黃海強(qiáng)起跳腳為右腳).對石家莊的 2次比賽和 1次蕭山基地的訓(xùn)練進(jìn)行了拍攝.攝像機(jī)拍攝頻率為 25 Hz,快門速度1/300 s,主光軸高 120 cm,首先拍攝 24點(diǎn)三維標(biāo)定框架 (見圖 2),拍攝跳高動(dòng)作時(shí)采用燈光作為外同步信號.對兩機(jī)捕獲的視頻在會(huì)聲會(huì)影 10.0中進(jìn)行剪輯和編輯,使得兩機(jī)獲得的視頻片段同步并轉(zhuǎn)換為AV I格式的壓縮文件,采用德國 Si mimotion運(yùn)動(dòng)分析軟件進(jìn)行分析,在圖像解析時(shí)把每一幀拆為 2場,使得解析時(shí)圖像的采樣頻率達(dá)到 50 Hz,人體質(zhì)心計(jì)算采用 Gubitz人體模型數(shù)據(jù)庫[1].

圖 1 攝像機(jī)機(jī)位

圖 2 三維標(biāo)定儀位置

2 結(jié)果與分析

在跳高起跳過程中,擺動(dòng)腿和雙臂的擺動(dòng)可以增強(qiáng)人體對地面的垂直作用力,在起跳開始瞬間,擺動(dòng)腿和雙臂一般是向前向下運(yùn)動(dòng)的,這樣可以減輕地面對人體的沖擊力.當(dāng)擺動(dòng)腿和雙臂向上運(yùn)動(dòng)時(shí),必然對身體產(chǎn)生反作用力,并通過起跳腿的肌肉用力作用于地面,加大了起跳腿的負(fù)荷,增加了人體對地面的垂直作用力.美國專家研究認(rèn)為[2]:背越式跳高的起跳中,對地面的作用力擺動(dòng)腿占 20%,擺臂占 60%,起跳腿只占 20%;也有學(xué)者認(rèn)為[3]:擺動(dòng)對起跳效果的作用可達(dá) 65%～70%.當(dāng)起跳即將結(jié)束時(shí),擺動(dòng)腿和雙臂快速制動(dòng),其產(chǎn)生的慣性力是向上的,對起跳腿起到了減壓的效果,減小了起跳腿的負(fù)擔(dān),加速了關(guān)節(jié)的快速伸展.

2.1 起跳過程中擺動(dòng)腿 (左腿)的膝關(guān)節(jié)角度

擺動(dòng)腿的擺動(dòng)技術(shù)客觀上存在著 2種不同的方式,即折疊式擺腿方式和屈腿式擺腿方式.折疊型擺腿在助跑最后一步擺動(dòng)腿蹬離地面瞬間,擺動(dòng)腿蹬得較直,膝關(guān)節(jié)角度變化的趨勢是大→小→大,大、小腿在膝關(guān)節(jié)最小角度時(shí)形成所謂的“折疊”.屈腿型擺腿在助跑最后一步擺動(dòng)腿離地瞬間,擺動(dòng)腿蹬伸的程度不如折疊型,在整個(gè)起跳過程中,膝關(guān)節(jié)角度變化幅度較折疊型小,膝關(guān)節(jié)角度的變化是評定擺動(dòng)效果的重要指標(biāo)[4].黃海強(qiáng)起跳過程中各個(gè)瞬間擺動(dòng)腿(左腿)膝關(guān)節(jié)的角度見表 1.

表 1 黃海強(qiáng)起跳過程中擺動(dòng)腿 (左腿)膝關(guān)節(jié)角度 (°)

從表 1可以看出:黃海強(qiáng)擺動(dòng)腿左膝關(guān)節(jié)角度變化的趨勢,擺動(dòng)腿離地瞬間呈較大值,在起跳腿著地瞬間呈減小趨勢,一直到起跳腿最大緩沖瞬間為止,變化幅度明顯,起跳腿 (右腿)離地瞬間擺動(dòng)腿(左腿)膝關(guān)節(jié)角度平均值為 (73.39±7.46)°,最大值為 81.46°,最小值為 62.07°,說明黃海強(qiáng)采用的是折疊式擺腿方式.從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理分析,折疊式擺腿方式可以縮短擺動(dòng)半徑,使膝的移動(dòng)和腿的前擺比屈腿式擺動(dòng)方式更加快速.

2.2 起跳過程中兩大腿夾角

擺動(dòng)幅度影響擺動(dòng)效果和起跳效果,在起跳緩沖階段可以減輕運(yùn)動(dòng)員支持腿的承受負(fù)荷,在蹬伸階段又在一定程度上提高起跳離地瞬間的垂直速度,擺動(dòng)腿的擺動(dòng)高度可以影響重心的高度 H1[5].優(yōu)秀男子運(yùn)動(dòng)員如索托馬約爾、朱建華在起跳離地瞬間,擺動(dòng)腿明顯超過水平面,并且持續(xù)到開始做桿上背弓動(dòng)作.表 2為黃海強(qiáng)起跳過程中兩大腿的夾角情況,由表 2可知,黃海強(qiáng)擺動(dòng)腿離地瞬間兩大腿夾角的平均值為 (96.60±3.83)°,比國內(nèi)其他選手要高.說明黃海強(qiáng)最后一步步長比例較國內(nèi)其他選手高,成功與失敗試跳沒有明顯差異 (而國內(nèi)選手變化幅度大),也說明國內(nèi)其他選手在騰空階段擺動(dòng)腿積極、幅度大,而黃海強(qiáng)在緩沖階段兩大腿夾角變化幅度發(fā)生明顯變化.對成功與失敗試跳進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),在緩沖階段,失敗試跳兩大腿夾角變化幅度較成功試跳小,并且兩個(gè)特征點(diǎn)也存在較大差異.

表 2 黃海強(qiáng)起跳過程中兩大腿夾角一覽表 (°)

擺動(dòng)腿的擺動(dòng)高度影響離地瞬間身體重心的高度,離地瞬間兩大腿夾角為 (101.20±2.12)°(朱建華離地瞬間兩大腿夾角為 100°),擺動(dòng)腿與水平面的夾角平均值為 0.82°,這個(gè)數(shù)字在離地后也有增大的趨勢,說明黃海強(qiáng)擺動(dòng)腿大腿擺至水平面以上,擺動(dòng)腿擺動(dòng)幅度效果比較好.

2.3 擺動(dòng)腿角速度、雙臂垂直速度運(yùn)動(dòng)學(xué)

在起跳過程中,擺動(dòng)腿的大幅度快速擺動(dòng)對提高起跳瞬間重心的高度及減小著地時(shí)的沖擊力,加快身體重心前移和起跳腿的快速蹬伸有非常重要的作用.著名跳高運(yùn)動(dòng)員朱建華起跳離地瞬間擺動(dòng)腿最大擺動(dòng)角速度達(dá) 1 500 rad/s.兩臂擺動(dòng)對跳高起著積極作用,對國內(nèi)外優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員的擺臂姿勢分析發(fā)現(xiàn),擺臂動(dòng)作因習(xí)慣而定,擺臂可以產(chǎn)生一個(gè)向上的力,身體產(chǎn)生向下的作用力,這個(gè)力傳給地面,地面就會(huì)對你產(chǎn)生向上的反作用力,起跳后身體產(chǎn)生的力和運(yùn)動(dòng)軌跡基本確定了.因此,擺臂動(dòng)作在身體離地前有作用.黃海強(qiáng)各時(shí)相擺動(dòng)腿角速度、最大角速度情況見表 3.

表 3 黃海強(qiáng)各時(shí)相擺動(dòng)腿角速度、最大角速度一覽表 rad/s

擺動(dòng)腿在蹬伸階段可以加大運(yùn)動(dòng)員對地面的垂直作用力,一般來說,擺動(dòng)腿角速度越大,擺動(dòng)腿對地面的垂直作用力也就越大.閆之樸研究認(rèn)為[6],擺動(dòng)腿角速度與擺動(dòng)腿的水平角相關(guān)系數(shù)為 0.715,在 0.05水平上呈顯著性相關(guān),表明擺動(dòng)腿角速度越大,擺動(dòng)腿擺動(dòng)的幅度和高度就越大,因此,加大擺動(dòng)腿的擺動(dòng)角速度能提高起跳結(jié)束瞬間擺動(dòng)腿擺動(dòng)的高度,從而有利于提高起跳結(jié)束瞬間身體重心的高度 H1.由表 3可以看出,黃海強(qiáng)最大角速度值為 1 043.20 rad/s,與朱建華的 1 500 rad/s相比還相差很大,失敗試跳的最大角速度也顯示比成功試跳的小.從各時(shí)相瞬間角速度分析發(fā)現(xiàn),失敗試跳最大緩沖瞬間角速度值比成功試跳小,而起跳腿離地瞬間角速度值比成功試跳大.生物力學(xué)原理認(rèn)為,離地瞬間擺動(dòng)腿的擺動(dòng)角速度越大越好,通過提高擺動(dòng)腿角速度可以減少起跳時(shí)間,加大擺動(dòng)腿高度,也可以增加垂直作用力.

圖 3 雙臂、擺動(dòng)腿、重心垂直速度曲線圖

雙臂的擺動(dòng)對跳高有著積極的影響,當(dāng)雙臂向上加速擺動(dòng)時(shí),作用力的方向是向下的,這種力會(huì)通過起跳腿傳到地面,加大了人體對地面的垂直作用力,地面給予人體的反作用力能夠提高運(yùn)動(dòng)員騰起瞬間的垂直速度,因此可以用手臂向上的垂直速度來評定手臂的擺動(dòng)效果.通過視頻和圖 3可知:黃海強(qiáng)兩臂擺動(dòng)最大垂直速度有顯著性差異,并且最大速度出現(xiàn)時(shí)刻也存在差異,在起跳階段雙臂擺動(dòng)在離地瞬間存在明顯的先后,導(dǎo)致兩臂最大速度出現(xiàn)的時(shí)刻存在間隔.雙臂擺動(dòng)垂直速度增加幅度在蹬伸階段比擺動(dòng)腿和質(zhì)心垂直速度大,最大速度出現(xiàn)時(shí)刻也明顯早于擺動(dòng)腿與質(zhì)心最大垂直速度的出現(xiàn)時(shí)刻.說明黃海強(qiáng)兩臂擺動(dòng)存在不同技術(shù),導(dǎo)致兩臂與擺動(dòng)腿的擺動(dòng)最大速度出現(xiàn)的時(shí)間存在間隔,這樣不利于離地瞬間垂直速度的提高,影響起跳效果.

3 結(jié) 論

(1)黃海強(qiáng)起跳腿離地瞬間擺動(dòng)腿 (左腿)膝關(guān)節(jié)角度平均值為 (73.39±7.46)°,最大值為81.46°,最小值為 62.07°,說明黃海強(qiáng)采用的是折疊式擺腿方式,效果比較好.

(2)黃海強(qiáng)擺動(dòng)腿 (左腿)最大角速度值與朱建華相差比較大;失敗試跳的最大角速度顯示比成功試跳要小.因此,提高黃海強(qiáng)擺動(dòng)腿的擺動(dòng)速度有利于其起跳腿的瞪伸能力.

(3)黃海強(qiáng)具有比較大的發(fā)展?jié)摿?要加強(qiáng)力量練習(xí),加強(qiáng)小肌肉群訓(xùn)練,防止傷病的發(fā)生.

[1]毛旭江.我國女子優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員顧碧威、沈勤莉起跳技術(shù)的生物力學(xué)研究[D].金華:浙江師范大學(xué)體育與健康科學(xué)學(xué)院,2006.

[2]賈薩斯,戴佩納.背越式跳高的生物力學(xué)分析[J].王學(xué)峰,譯.山東體育科技,1989,11(1):51-54.

[3]邰崇禧,程麗平.江蘇青少年男子背越式跳高運(yùn)動(dòng)員起跳擺動(dòng)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào),2006,29(1):144-145.

[4]呂乙林.對 2006年全國田徑大獎(jiǎng)賽中黃海強(qiáng)越過 2.28 m的技術(shù)分析[J].廣州體育學(xué)院學(xué)報(bào),2006,26(5):46-48.

[5]全國體育學(xué)院教材委員會(huì).田徑運(yùn)動(dòng)高級教程[M].北京:人民體育出版社,1994:401.

[6]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):12-15.