閆俊濤，張燁城，林 松

(1.北京體育大學 中國田徑運動學院，北京 100084；2.沈陽體育學院 體育教育學院，遼寧 沈陽 110102)

近幾年來我國男子短跑的表現十分出色，涌現出一批優(yōu)秀運動員。國內近年來關于短跑運動技術的研究較少，研究對象主要為國內外頂尖運動員[1-3]，而針對國內中、高等水平短跑運動員的研究甚少。每一位頂尖短跑運動員都是經由二級水平、一級水平、健將等過程一步步訓練出來的，一級、二級運動水平也是體育專業(yè)院校以及普通高校高水平短跑運動員的訓練常態(tài)[4]，而目前國內相關研究卻十分缺乏。全程速度節(jié)奏對短跑成績起到至關重要的作用，從國內外短跑運動員全程速度來看，我國短跑運動員集中表現出前期加速強度大、個人最大速度出現過早的現象，但速度節(jié)奏具體變化情況，尤其是一級、二級運動員短跑速度節(jié)奏變化目前還未有專門的研究。

通過對北京體育大學一、二級運動水平的短跑專項學生進行全程速度掃描與分段速度測試，分析速度節(jié)奏特點，探究其對運動成績的影響，并對比與國內外優(yōu)秀運動員的速度節(jié)奏變化曲線的差異，力求探尋100 m速度節(jié)奏對短跑運動員運動成績影響的規(guī)律，為我國短跑運動訓練提供理論與實證依據。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以國內不同等級100 m短跑運動員速度節(jié)奏特征和國內外頂尖水平100 m運動員速度節(jié)奏特征為研究對象，對其進行平面定點拍攝、平面掃描拍攝，分析全程速度節(jié)奏。

選取40名北京體育大學競技體育學院短跑專項學生(男女各20 人)為受試者，據國家體育總局田徑運動管理中心公布的《田徑運動員技術等級標準》，所有受試者均達到百米二級運動員(含)以上水平。受試者基本信息如表1。

表1 受試者基本信息(N=40)

注：百米最好成績均為電子計時下的成績。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法 通過泰松體育數據庫收集整理國內優(yōu)秀運動員短跑數據，通過國際田聯官網(www.iaaf.org)收集國外優(yōu)秀運動員短跑數據，對比分析國內不同水平短跑運動員以及國外優(yōu)秀運動員短跑速度節(jié)奏特征。

1.2.2 平面定點拍攝與平面掃描拍攝法 平面定點拍攝：通過二維平面拍攝的方式獲取運動員100 m的技術錄像。采用6臺JVC高清攝像機對運動員100 m測試過程中的動作技術進行拍攝。拍攝頻率為50 Hz，快門速度1/1 000 s。其中兩臺攝像機位于100 m跑道前10 m范圍內，主要采集運動員起跑后前5 個單步的動作影像，其余4臺攝像機分別置于100 m跑道20 m、40 m、50 m、90 m處，對相應位置的動作技術進行采集，拍攝范圍為1 個復步。攝像機主光軸均與運動平面垂直，機高與運動員髖關節(jié)處于近似高度。在100 m測試前后均應用比例尺對每臺攝像機拍攝的平面進行標定。拍攝比例尺時，測試人員把比例尺的一端置于參考點，另一端朝向運動方向。X軸指向運動方向，Z軸指向上(圖1)。

圖1 拍攝場地布置

平面掃描拍攝：通過平面掃描的拍攝方式，對運動員100 m跑動過程進行跟蹤拍攝，獲得運動員位移速度曲線。從100 m起點開始，每隔10 m放置參考體(共10個)。采用1臺高速攝像機對受試者的短跑過程進行拍攝，采集頻率為50 Hz，快門速度1/1 000 s。攝像機的拍攝距離盡可能大，并且拍攝范圍大于5 m，保證在受試者和攝像機的移動過程中畫面內始終有2個參考體。

測試過程：2016年10月29日至30日于北京體育大學田徑館(恒溫26 ℃，無風)進行拍攝。測試人員在測試前如圖1所示布置場地，運動員于10月29日進行100 m全力跑測試，在測試結束后充分放松、休息，并于次日進行60 m全力跑測試，兩天測試中運動員均經過充分熱身。兩天測試的測試人員、測試環(huán)境、所用儀器等完全一致。參與測試的運動員均處于健康、無疲勞與無運動損傷狀態(tài)。

數據處理：使用視訊運動分析系統(tǒng)4.0軟件(北京體育大學，北京，中國)對平面掃描拍攝獲得的錄像進行解析。獲得運動員通過每兩個參考體的時間，計算出受試者進行100 m和60 m跑時每個10 m的平均速度。采用SPSS 21.0軟件對數據進行統(tǒng)計與分析。

2 研究結果

2.1 國內不同等級短跑100 m運動員速度節(jié)奏特征

2.1.1 國內一、二級短跑100 m運動員起跑后加速階段速度節(jié)奏特征 通過對視頻錄像的解析與處理，為體現不同水平運動員在速度節(jié)奏上的區(qū)別，將成績的平均值作為運動員分組的分界點分為A、B兩組，將運動員按照成績差異分為兩組便于探究成績較好的運動員在速度節(jié)奏方面存在的共性。除兩名運動員的成績在一級之上外，其余運動員成績均在二級與一級之間，男、女子運動員成績及分段速度見表2和表3。

表2 男子A、B組100 m分段速度(單位：m/s，N=20)

表3 女子A、B組運動員100 m分段速度 (單位：m/s，N=20)

將A、B兩組男運動員分段速度的平均值繪制成100 m速度變化曲線(圖2)。

圖2 男子A、B組100 m運動員速度 節(jié)奏變化曲線(單位：m/s)

兩組女子運動員的100 m全程速度節(jié)奏如圖3。

圖3 女子A、B組運動員100 m速度節(jié) 奏變化曲線(單位：m/s )

通過表2、表3可以看出，在起跑加速階段，成績較好的A組男運動員在起跑后加速較為緩慢，在起跑后前20 m，B組男運動員速度均大于A組運動員。在30 m處，A組男運動員速度超過了B組男運動員，并一直保持到比賽結束。結合圖2，該階段A組男運動員加速強度低，加速距離長，最大速度出現的位置較B組男運動員靠后，達到最大速度后維持高速跑動的能力優(yōu)于B組運動員。而對比兩組女子運動員的分段速度可以發(fā)現，在女子運動員中存在同樣的節(jié)奏差異，且較男子運動員這種節(jié)奏差異體現得更為明顯。

2.1.2 國內一、二級100 m短跑運動員加速距離、最大速度與運動成績相關性分析 通過表4加速段距離、最大速度與100 m成績的關聯性來看，男子、女子組運動員的加速距離與運動成績都表現出顯著的相關性，最大速度與運動成績也表現出顯著的相關性。由此可見，兩組運動員加速距離和最大速度與運動成績存在密切的負相關，加速距離長、最大速度高的運動員成績可能更好。加速跑的距離和最大速度在很大程度上也能反映運動員的運動水平。

表4 運動成績與有關指標的相關系數(N=40)

2.2 國內外頂尖水平100 m運動員速度節(jié)奏特征

2.2.1 國內外頂尖水平短跑男子100 m運動員速度節(jié)奏特征 為探究是否在各個水平層次上，成績較好的運動員速度節(jié)奏更傾向于“高速平穩(wěn)單峰式”，選取國內外頂尖短跑運動員對其速度節(jié)奏進行分析，以博爾特、鮑威爾作為國外優(yōu)秀男子短跑運動員的代表[5-6]；張培萌、蘇炳添作為國內頂尖男子運動員的代表[7]，分析國內外高水平男子100 m運動員的速度節(jié)奏。

由表5可見，起跑后經過20 m的加速兩組運動員的速度都達到了個人最高速度的70% 以上，在30 m處達到自身最大速度的90%以上。國際優(yōu)秀100 m運動員在60 m處達到最大速度；而國內優(yōu)秀短跑運動員則是在50 m處達到最大速度。國際優(yōu)秀100 m運動員加速距離更長，加速更平緩。在保持最大速度階段，國際優(yōu)秀100 m運動員在60 m～70 m段依舊保持了100%的最大速度，保持最大速度跑動的距離近40 m，而國內優(yōu)秀100 m運動員速度在98% Vmax以上跑動的距離僅為20 m，落后于國際組運動員。在降速階段，國際組和國內組運動員降速幅度分別為1.60 %和1.24%。雖然國際組運動員降速幅度較大，但由于國內組運動員降速距離遠大于國際組運動員，導致國內組運動員損失的速度更大。

表5 國內外頂尖男子100 m運動員分段速度

注：V表示速度，Vmax%表示占最大速度百分比；以下各表同此

2.2.2 國內外高水平女子短跑100 m運動員速度節(jié)奏特征 以弗雷澤、斯圖爾特作為國際優(yōu)秀女子短跑運動員的代表；以陶宇佳、韋永麗作為國內優(yōu)秀女子運動員的代表[8]，分析國內外高水平女子100 m運動員的速度節(jié)奏(表6)。

表6顯示，國內組女子運動員在加速距離，加速強度，最大速度和維持高速跑動的距離上均和國際組運動員存在明顯差距，并且這種差距較男子運動員更為明顯。

表6 國內外優(yōu)秀女子100 m運動員分段速度

3 分析與討論

3.1 短跑100 m運動員全程跑速度階段劃分

按照起跑、速度達到最大值的98%、速度達到最大值、速度降到最大值的98% 以下、速度下降直到比賽結束這些節(jié)點將運動員的全程分為起跑加速階段、保持最大速度階段和速度下降階段[9]。

運動員在100 m全程中的最大速度是整個起跑加速段的結果，因而從起跑到速度的最大值之間皆屬于起跑加速階段，而速度達到最大值后直到終點則都屬于降速階段，依據前人的研究，運動員以最大速度的98% 跑過的距離被稱為“保持最大速度”階段[10]，筆者按照這幾個階段對運動員的速度節(jié)奏進行分析討論，如圖4所示。

圖4 百米全程分段示意圖

3.2 國內一、二級短跑100 m運動員速度節(jié)奏特征

在運動員保持最大速度階段，男子A、B兩組運動員從該階段開始速度差距逐漸增大，就最大速度的值來看，兩組運動員最大速度分別為10.49 m/s和10.17 m/s，A組運動員優(yōu)于B組；從保持最大速度的距離來看，A組運動員在98% Vmax以上速度跑動的距離約為30m，而B組運動員為20 m。成績較好的A組運動員在最大速度與保持高速跑過的距離上都優(yōu)于B組。對于女子運動員而言，在該階段A組運動員逐漸超越了B組運動員，并且這也是兩組運動員速度差別最大的階段。

在后程降速階段，成績較差的B組運動員降速幅度更大、降速距離更長，而A組運動員則相反。在該階段，A、B組運動員的降速幅度分別占其最大速度的8%和12%?？梢钥闯鯞組運動員速度下降更為明顯。對比分析女子運動員速度節(jié)奏，發(fā)現A組運動員速度下降幅度在全程后20 m也較明顯，產生這種現象的原因可能是在起跑加速階段消耗了太多能量，導致無法維持在后程的高速跑動。

綜上所述，國內一、二級水平100 m短跑男、女運動員在速度節(jié)奏上存在共性，主要表現在起跑后前20 m急劇加速，約在50 m處達到最大速度并隨后進入降速階段，呈現出明顯的“單峰式”的特點。但對比A、B兩組運動員的分段速度可以發(fā)現，A組運動員在起跑加速段并未占據優(yōu)勢，而是逐漸平穩(wěn)加速，最大速度出現的位置較為靠后，在進入保持最大速度階段，維持高速跑動的能力更強，并在后期降速階段降速幅度小于B組運動員。

3.3 不同水平運動員速度節(jié)奏差異及原因分析

在不同水平的運動員之間，都存在共性的規(guī)律，經分析當運動員具備一定水平時，成績越好的運動員的速度節(jié)奏變化都體現出“高速平穩(wěn)單峰式”的特征，即起跑后平穩(wěn)加速，延長加速距離，推遲最大速度出現的位置，并能將98%Vmax以上的速度維持更長的距離，降低降速幅度與距離。

起跑加速階段占100 m全程的一半以上，該階段的運動表現對100 m成績有密切的聯系，為驗證前60 m成績是否會對100 m后程階段造成影響，對運動員進行了60 m全力跑測試(表7)。

表7 國內不同等級100 m短跑運動員60 m和百米全程跑前60 m分段速度

通過分段速度表繪制速度節(jié)奏曲線如圖5、圖6。

圖5 國內不同等級短跑100 m男子運動員60 m 與百米前60 m速度節(jié)奏對比

圖6 國內不同等級短跑100 m女子運動員60 m 與百米前60 m速度節(jié)奏對比

根據表7、圖5和圖6，在60 m測試中，男子、女子運動員最大速度分別為10.08 m/s和8.42 m/s，小于進行100 m 全程測試時的10.12 m/s和8.72 m/s。且在進行60 m測試時，運動員為盡快達到最大速度，在前程急劇加速，分別在40 m和30 m處達到最大速度；而在進行全程跑時，運動員平均進行了50 m的加速，因而全程測試時運動員加速更加均勻。

在60 m的測試中，運動員在前10 m的加速幅度達到了56.52% Vmax和52.7% Vmax，而在100 m全程的測試中，前10 m的加速幅度則只有48.22% Vmax和52.2% Vmax。由于在前10 m的加速階段中的急劇加速，導致運動員在10～20 m段速度無法繼續(xù)平穩(wěn)的提高，速度的增幅只有32.44%和38.54%，均小于進行100 m全程測試時的速度增幅；在進行60 m測試時，運動員在達到最大速度后的下一個10 m分段速度分別下降到了最大速度的96.83%和97.1%；而在進行100 m全程測試時，運動員直到60 m處依然維持著99.80% Vmax和98.30% Vmax的高速。

短跑100 m運動是一項以無氧代謝供能為主的運動，當起跑后加速強度過大時，會極大地消耗運動員體內的供能物質，影響運動員維持速度的能力，對后程的節(jié)奏影響很大，不利于獲得和保持最大速度。經測試成績可知，同一批運動員在進行100 m全程測試和在60 m全力跑測試時速度節(jié)奏具有明顯區(qū)別，60 m測試時加速強度明顯大于在100 m全程測試的前60 m，但在60 m測試中起跑后40 m處可以觀察到運動員速度曲線呈現明顯下滑，這也證實了在起跑加速段前程急劇加速后對運動員的影響十分明顯。

為驗證運動員起跑后過度加速對后程比賽造成的影響，選取國內外優(yōu)秀短跑運動員60 m比賽時的成績，與100 m 比賽前60 m的成績對比，分析高水平運動員是否在起跑后便會急劇加速[11-12]。

由表8可以看出，當運動員進行60 m比賽時，絕大部分運動員的成績優(yōu)于其100 m 全程測試時的前60 m的成績。可以推斷當運動員進行100 m比賽時會為100 m 后程保留體力，保證競技水平的發(fā)揮，而且可以看出在女子運動員中這種現象表現得更為明顯，主要與女子運動員的身體構造和生理機能有關。從運動生理學角度來說，這主要是因為起跑后過度加速會加速人體內的能量代謝，使體內代謝物、特別是乳酸急劇增多[13]，并且使體內原本能夠維持6～8 s消耗的ATP在更短的時間和距離內消耗殆盡，并且由于時間短體內未能產生乳酸鹽，不能及時發(fā)揮緩沖系統(tǒng)的平衡作用，無法立即完成神經與肌肉交界處的物質交換，形成短暫的代謝疲勞，因而當達到最大速度時，機體不能及時恢復，最終速度無法維持，只能下降[14]。

表8 國內外頂尖運動員60 m和100 m 全程前60 m成績對照

通過國內外不同水平短跑運動員100 m 速度節(jié)奏分析，建議對于國內一、二級運動員應訓練運動員控制速度的能力，減緩起跑后前20 m段的加速強度，延長運動員的加速距離。在維持最大速度階段，應提高運動員在98% Vmax強度下的速度耐力，延長運動員維持高速跑動的距離，從而也可以減少降速距離，提高運動成績。在降速階段，應訓練運動員100 m后程的肌肉放松能力，使能源物質得到合理利用，維持較好的速度節(jié)奏，延緩降速幅度，保證技術動作的良好發(fā)揮。對于國內優(yōu)秀短跑運動員而言，在向“高速平穩(wěn)單峰式”速度曲線靠攏的同時，應提高自身的絕對速度，才能使運動成績有明顯的提高。

4 結論

1)國內一、二級水平短跑運動員，前20 m加速強度較大，速度增長明顯，但在達到最大速度后維持高速跑動的距離短，后程降速明顯；男子、女子運動員均存在這樣的特點。

2)國內一、二級水平短跑運動員保持高速跑動的距離對100 m成績呈顯著的負相關(P<0.01)，說明運動員維持良好的加速節(jié)奏，延長高速跑動距離有助于獲得更好的比賽成績。女子運動員體現更為明顯。

3)世界高水平短跑運動員的速度節(jié)奏向“高速平穩(wěn)單峰式”速度變化曲線靠攏，呈現出起跑后控制加速強度，推遲最大速度出現的位置，延長維持高速跑動的距離，減緩降速幅度的特點。

4)“高速平穩(wěn)單峰式”速度節(jié)奏能夠更合理地運用身體的能量，避免前期過度加速導致神經系統(tǒng)緊張疲勞，保證技術動作流暢穩(wěn)定地發(fā)揮。