姜自立，苑廷剛，王國(guó)杰，李 慶

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2017年全運(yùn)會(huì)男子100m決賽運(yùn)動(dòng)員關(guān)鍵技術(shù)特征研究

姜自立1，苑廷剛1，王國(guó)杰2，李 慶3

1. 國(guó)家體育總局體育科學(xué)研究所, 北京 100061; 2. 北京體育大學(xué), 北京 100084; 3. 清華大學(xué) 體育部, 北京 100084

目的：探究2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的關(guān)鍵技術(shù)特征及其關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)中存在的問題。方法：采用二維錄像解析法對(duì)我國(guó)2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽8名運(yùn)動(dòng)員加速跑階段（0~12步）和途中跑階段（13步~終點(diǎn)）的步長(zhǎng)和步頻、觸地時(shí)間和騰空時(shí)間、以及全程速度節(jié)奏進(jìn)行了分析，并與世界優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。結(jié)果：與世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員相比，我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員加速跑階段的步長(zhǎng)并無(wú)顯著性差異（＞0.05），途中跑階段的步長(zhǎng)偏短（＜0.05）；加速跑階段的步頻偏快（＜0.05），途中跑階段的步頻并無(wú)顯著性差異（＞0.05）；加速跑階段和途中跑階段的觸地時(shí)間均偏長(zhǎng)、騰空時(shí)間均偏短（＜0.05）；前20 m的時(shí)間占比偏低（＜0.05），最后10.5 m的降速幅度偏大（＜0.05）。結(jié)論：我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員的加速技術(shù)、速度節(jié)奏、發(fā)力速率、反應(yīng)力量和速度耐力等相對(duì)較差，有待進(jìn)一步提高。

100 m；短跑技術(shù)；步長(zhǎng)；步頻；觸地時(shí)間；騰空時(shí)間

1 前言

田徑100 m比賽象征著人類體能的極限，是競(jìng)爭(zhēng)最為激烈和最受矚目的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。近年來，我國(guó)男子100 m水平取得了長(zhǎng)足進(jìn)步（圖1），其中，張培萌在2013年莫斯科田徑世錦賽男子100 m半決賽中以10.00 s的成績(jī)追平了當(dāng)時(shí)黃種人的最快紀(jì)錄。蘇炳添在2015年鉆石聯(lián)賽尤金站男子100 m比賽中以9.99 s的成績(jī)成為了第1個(gè)突破10 s大關(guān)的黃種人，在2015年北京田徑世錦賽男子100 m半決賽中，蘇炳添再次跑出9.99 s的佳績(jī)，成為了第1個(gè)站在世界大賽（奧運(yùn)會(huì)或世錦賽）男子100 m決賽跑道上的黃種人。但必須承認(rèn)的是，與世界領(lǐng)先水平相比，我國(guó)的男子100 m水平仍然存在著較大的差距。當(dāng)然，造成這種差距的原因是多方面的，既包括人種基因上的因素，也包括訓(xùn)練方法、手段、以及技術(shù)水平上的因素。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的突破主要依賴于運(yùn)動(dòng)員身體形態(tài)的改變、生理機(jī)能的提高和運(yùn)動(dòng)技術(shù)的完善3個(gè)方面。但對(duì)于成年短跑運(yùn)動(dòng)員而言，隨著體能逐漸逼近極限，身體形態(tài)將維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水平上，能量代謝的可塑空間也將受到限制，因此，運(yùn)動(dòng)成績(jī)的提高就主要依賴于運(yùn)動(dòng)技術(shù)的進(jìn)一步的完善[6]。

圖1 我國(guó)男子100 m紀(jì)錄演進(jìn)圖

Figure1. Evolution of China Men's 100m Records

近年來，國(guó)內(nèi)外訓(xùn)練學(xué)專家和學(xué)者圍繞短跑技術(shù)進(jìn)行了大量的研究[2,3,8-11,21,22,25,30]，為推動(dòng)我國(guó)短跑運(yùn)動(dòng)的發(fā)展起到了積極的作用。但在前期研究中，研究對(duì)象多為世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員，而關(guān)于我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員的關(guān)鍵技術(shù)特征、以及中、外優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員關(guān)鍵技術(shù)特征的對(duì)比研究相對(duì)較少。我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員與世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員在關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)上到底存在哪些差距？一直都是廣大教練員和運(yùn)動(dòng)員關(guān)心且亟待解決的問題。2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽是我國(guó)短跑史上水平最高的一場(chǎng)100 m比賽，多數(shù)決賽運(yùn)動(dòng)員也將代表中國(guó)出戰(zhàn)2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)。因此，對(duì)2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的關(guān)鍵技術(shù)特征進(jìn)行研究，并將其與世界優(yōu)秀男子100 m運(yùn)動(dòng)員的關(guān)鍵技術(shù)特征進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)我國(guó)優(yōu)秀男子100 m運(yùn)動(dòng)員關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)中存在的問題，并提出合理的訓(xùn)練建議，對(duì)促進(jìn)我國(guó)短跑運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，在2020年?yáng)|京奧運(yùn)上再創(chuàng)輝煌，有著重要的實(shí)踐意義。

2 研究對(duì)象與方法

2.1 研究對(duì)象

本研究的主要對(duì)象為2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽8名運(yùn)動(dòng)員的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，并將其與2009年田徑世錦賽、2015年田徑世錦賽和2017年田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析。主要研究對(duì)象的基本信息見表1。

2.2 研究方法

2.2.1 運(yùn)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)拍攝

表1 2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員基本情況一覽表

2015年世錦賽男子100 m決賽的拍攝設(shè)備為2臺(tái)Casio ZR800攝像機(jī)，2臺(tái)攝像機(jī)分別架于100 m跑道30 m和80 m處進(jìn)行二維平面定點(diǎn)定焦掃描拍攝（120 fps），取景范圍分別為0~60 m和50~100 m，攝像機(jī)距離運(yùn)動(dòng)平面的拍攝距離約為30 m，拍攝高度約為10 m，所拍視頻的分辨率為640×480；2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽的拍攝設(shè)備包括3臺(tái)JVC-GC-P100攝像機(jī)和2臺(tái)Casio ZR800攝像機(jī)。3臺(tái)JVC攝像機(jī)（1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)）分別架于100 m跑道-5 m、7.5 m和22.5 m處進(jìn)行二維平面定點(diǎn)定焦拍攝（100 fps），取景范圍分別為-5~5 m、0~15 m和15~30 m，其中，2號(hào)和3號(hào)攝像機(jī)主光軸與運(yùn)動(dòng)平面垂直；2臺(tái)Casio攝像機(jī)（4號(hào)、5號(hào)）分別架于100 m跑道 65 m處和100 m處進(jìn)行二維定點(diǎn)定焦掃描拍攝（120 fps），取景范圍分別為30~65 m和65~100 m。1~5號(hào)攝像機(jī)距離運(yùn)動(dòng)平面的拍攝距離約為25 m，拍攝高度約為10 m，1~3號(hào)機(jī)所拍視頻的分辨率為640×360，4~5號(hào)機(jī)所拍視頻的分辨率為640×480。賽前分別在100 m跑道兩側(cè)10 m、20 m和30 m處進(jìn)行貼點(diǎn)標(biāo)記，30~100 m段落借助女子100 m欄欄間8.5 m線為標(biāo)記。拍攝現(xiàn)場(chǎng)的具體標(biāo)記點(diǎn)和機(jī)位布局如圖2所示。

圖2 拍攝現(xiàn)場(chǎng)機(jī)位布局圖

Figure 2. Location Layout of Cameras in Competition Site

2.2.2 二維錄像解析

使用Dartfish 8.0運(yùn)動(dòng)視頻技、戰(zhàn)術(shù)分析系統(tǒng)和Kinovea運(yùn)動(dòng)視頻解析軟件對(duì)相關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。其中，步長(zhǎng)為運(yùn)動(dòng)員一個(gè)單步中支撐腿腳尖至擺動(dòng)腿腳尖之間的距離，以“m”為單位；步頻為1除以運(yùn)動(dòng)員一個(gè)單步中觸地時(shí)間和騰空時(shí)間之和，以“Hz”為單位；觸地時(shí)間為運(yùn)動(dòng)員擺動(dòng)腿觸地瞬時(shí)至支撐腿離地前所歷時(shí)間，以“ms”為單位；騰空時(shí)間為運(yùn)動(dòng)員支撐腿離地瞬時(shí)至擺動(dòng)腿觸地前所歷時(shí)間，以“ms”為單位；分段速度和分段時(shí)間均以圖2所示的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行判斷，分別以“m/s”和“s”為單位。以運(yùn)動(dòng)員各自跑道兩條10 m分段線中點(diǎn)間的連線（10 m）作為解析運(yùn)動(dòng)員前12步步長(zhǎng)時(shí)的參考標(biāo)尺，0~12步平均步長(zhǎng)為各單步步長(zhǎng)的平均值，“13步~終點(diǎn)”平均步長(zhǎng)=（ 100 m-前12步累積距離）÷（總步數(shù)?12步）。

2.2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)

3 結(jié)果

3.1 步長(zhǎng)特征和步頻特征

3.1.1 步長(zhǎng)特征

由表2可知，2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的全程平均步長(zhǎng)和步長(zhǎng)指數(shù)分別為2.14±0.07 m和1.18±0.03，均顯著低于2009年田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的全程平均步長(zhǎng)（2.25±0.11 m）和步長(zhǎng)指數(shù)（1.22±0.04）[20,28]（＜0.05，圖3、圖4）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，在加速跑階段，2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的步長(zhǎng)（1.66±0.08 m）和步長(zhǎng)指數(shù)（0.92±0.04）與2009年田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的步長(zhǎng)（1.67±0.08 m）和步長(zhǎng)指數(shù)（0.91±0.03）[20,28]均沒有顯著性差異（圖3、圖4，＞0.05）。但在途中跑階段，2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的步長(zhǎng)（2.31±0.07 m）和步長(zhǎng)指數(shù)（1.28±0.03）顯著低于2009年田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的步長(zhǎng)（2.45±0.11 m）和步長(zhǎng)指數(shù)（1.33±0.04）[20,28]（＜0.05，圖3、圖4）。由以上數(shù)據(jù)可知，我國(guó)優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員與世界優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員的步長(zhǎng)差距主要存在于途中跑階段。

圖3 中、外優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員步長(zhǎng)對(duì)比圖

Figure3. Comparison of Step Length of China Elite Sprinters and World Elite Sprinters

3.1.2 步頻特征

由表2可知，2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的全程平均步頻和步頻指數(shù)分別為4.62±0.17 Hz和8.33±0.23，均略高于2009年田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的全程平均步頻（4.48±0.20 Hz）和全程步頻指數(shù)（8.25±0.27）[20,28]（盡管在統(tǒng)計(jì)學(xué)上無(wú)顯著性差異，＞0.05，圖5、圖6）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，在加速跑階段，2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的步頻（4.55±0.17 Hz）和步頻指數(shù)（8.21±0.25）均顯著高于2009年田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的步頻（4.10±0.15 Hz）和步頻指數(shù)（7.50±0.21）[20,28]（＜0.05，圖5、圖6）；但在途中跑階段，2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的步頻（4.70±0.16 Hz）和步頻指數(shù)（8.48±0.25）與2009年田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的步頻（4.67±0.17 Hz）和步頻指數(shù)（8.55±0.19）[20,28]均無(wú)顯著性差異（＞0.05，圖5、圖6）。由以上數(shù)據(jù)可知，我國(guó)優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員加速跑階段的步頻明顯快于世界優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員。

圖4 中、外優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員步長(zhǎng)指數(shù)對(duì)比圖

Figure4. Comparison of Step Length Index of China Elite Sprinters and World Elite Sprinters

表2 2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的步長(zhǎng)和步頻特征一覽表

圖5 中、外優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員步頻對(duì)比圖

Figure5. Comparison of Step Frequency of China Elite Sprinters and World Elite Sprinters

圖6 中、外優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員步頻指數(shù)對(duì)比圖

Figure 6. Comparison of Step Frequency Index of China Elite Sprinters and World Elite Sprinters

3.2 觸地時(shí)間與騰空時(shí)間

3.2.1 觸地時(shí)間特征

由表3可知，2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的全程平均觸地時(shí)間和觸地時(shí)間占比分別為105±5 ms和48.75%±1.29%，均顯著高于2015年田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的全程平均觸地時(shí)間（101±5 ms）和觸地時(shí)間占比（46.17%±1.73%）（＜0.05，圖7、圖8）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，在加速跑階段，2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的觸地時(shí)間（143±6 ms）和觸地時(shí)間占比（62.78%±1.49%）也均顯著高于2015年田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的觸地時(shí)間（136±4 ms）和觸地時(shí)間占比（59.71%±1.62%）（＜0.05，圖7、圖8）；在途中跑階段，2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的觸地時(shí)間（92±5 ms）和觸地時(shí)間占比（43.55%±1.20%）也均顯著高于2015年田徑世錦賽男子 100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的平均觸地時(shí)間（89±6 ms）和觸地時(shí)間占比（40.91%±2.17%）（＜0.05，圖7、圖8）。由以上數(shù)據(jù)可知，無(wú)論是在加速跑階段，還是在途中跑階段，我國(guó)優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員的觸地時(shí)間均顯著長(zhǎng)于世界優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員。

表3 2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的觸地時(shí)間和騰空時(shí)間特征一覽表

圖7 中、外優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員觸地時(shí)間對(duì)比圖

Figure 7. Comparison of Ground Contact Time of China Elite Sprinters and World Elite Sprinters

圖8 中、外優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員觸地時(shí)間占比對(duì)比圖

Figure 8. Comparison of the Ratio of Ground Contact Time of China Elite Sprinters and World Elite Sprinters

3.2.2 騰空時(shí)間特征

由表3可知，2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的全程平均騰空時(shí)間和騰空時(shí)間占比分別為111±4 ms和51.25%±1.29%，均顯著低于2015年田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的全程平均騰空時(shí)間（118±5 ms）和騰空時(shí)間占比（53.85 %±1.73%）（＜0.05，圖9、圖10）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，在加速跑階段，2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的騰空時(shí)間（85±4 ms）和騰空時(shí)間占比（37.22%±1.49%）均顯著短于2015年田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的騰空時(shí)間（92±5 ms）和騰空時(shí)間占比（40.29%±1.62%）（＜0.05，圖9、圖10）。在途中跑階段，2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的騰空時(shí)間（119±4 ms）和騰空時(shí)間占比（56.45%±1.20%）也均顯著低于2015年田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員騰空時(shí)間（128±5 ms）和騰空時(shí)間占比（59.09%±2.17%）（＜0.05，圖9、圖10）。由以上數(shù)據(jù)可知，無(wú)論是在加速跑階段，還是在途中跑階段，我國(guó)優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員的騰空時(shí)間均短于世界優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員。

圖9 中、外優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員騰空時(shí)間對(duì)比圖

Figure 9. Comparison of Air Time of China Elite Sprinters and World Elite Sprinters

圖10 中、外優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員騰空時(shí)間占比對(duì)比圖

Figure 10. Comparison of the Ratio of Air Time of China Elite Sprinters and World Elite Sprinters

3.3 速度節(jié)奏與速度耐力

3.3.1 前20 m時(shí)間占比

由表4可知，2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員前20 m的時(shí)間占比為28.92%±0.23%，顯著低于2017年世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員前20 m的時(shí)間占比（29.54%±0.49%）[13]（＜0.05，圖11），也顯著低于2009年柏林田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員前20 m的時(shí)間占比（29.46%±0.47%）[20]（＜0.05，圖11）。由以上數(shù)據(jù)可知，與世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員相比，我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員100 m比賽前20 m的時(shí)間占比偏低。

表4 2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的分段時(shí)間特征一覽表

注：T0-100m表示100 m時(shí)間；RT表示反應(yīng)時(shí)間；T0-10m表示0~10 m時(shí)間，以此類推；R0-20m表示0~20 m時(shí)間占100 m全程時(shí)間的比例。

圖11 中、外優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員前20 m時(shí)間占比對(duì)比圖

Figure 11. Comparison of the Time Ratio of the First 20m of China Elite Sprinters and World Elite Sprinters

3.3.2 最后10.5 m的降速幅度

由表5可知，2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員最后10.5 m的降速幅度為7.35%±1.32%，顯著低于2017年田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員最后10 m的降速幅度（3.78%±1.96%）[13]（＜0.05，圖12），也顯著低于2009年田徑世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員最后10 m的降速幅度（3.28%±1.36%%）[28]（＜0.05，圖12）。由以上數(shù)據(jù)可知，我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員在100 m比賽最后10.5 m的降速幅度明顯大于世界優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員，且水平越高的短跑運(yùn)動(dòng)員，在100 m比賽最后10.5 m（10 m）的降速幅度越小。

圖12 中、外優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員最后10 m降速幅度的對(duì)比圖

Figure 12. Comparison of the Velocity Droop Rate of the Last 10m of China Elite Sprinters and World Elite Sprinters

表5 2017年全運(yùn)會(huì)男子100m決賽運(yùn)動(dòng)員的分段速度特征一覽表

Table 4 Split Velocity Parameters of Men’s100m Finalists in 2017 National Games

注：T0-100m表示100m時(shí)間；V0-10m表示0~10m平均速度，以此類推；Vmax表示最大平均速度；Vdrop表示速度下降率。

4 討論

本研究的主要目的是探究2017年全運(yùn)會(huì)男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員的關(guān)鍵技術(shù)特征及其關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)中存在的問題。在短跑訓(xùn)練實(shí)踐中，多數(shù)教練員習(xí)慣于根據(jù)運(yùn)動(dòng)員在100 m比賽不同段落的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征以及下肢主要肌群參與收縮的特征將100 m運(yùn)動(dòng)分為“加速跑”和“途中跑”兩個(gè)不同的專項(xiàng)階段[27]。其中，加速跑階段一般為100 m比賽的0~12步或0~20 m，該階段運(yùn)動(dòng)員以“蹬伸技術(shù)”為主，觸地時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，有相對(duì)充分的時(shí)間發(fā)揮出髖部伸?。ㄍ未蠹?、大收肌、股二頭肌長(zhǎng)頭、半腱肌、半膜肌）和腿部前群（股四頭?。┑淖畲罅α縼硗瓿傻派靹?dòng)作；途中跑階段一般為100 m比賽的第13步至終點(diǎn)或20~100 m，該階段運(yùn)動(dòng)員以“扒地技術(shù)”為主，觸地時(shí)間相對(duì)較短，沒有充分的時(shí)間發(fā)揮出髖部伸肌和股四頭肌的最大力量，運(yùn)動(dòng)員主要是通過髖部屈?。难?、股直肌、闊筋膜張?。┖凸珊蠹∪海N繩?。┑目焖偈湛s來完成扒地動(dòng)作[23,32]。在本研究中，筆者對(duì)運(yùn)動(dòng)員步長(zhǎng)、步頻、觸地時(shí)間、騰空時(shí)間、全程速度節(jié)奏等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的分析也是基于上述分段方法展開的。

4.1 步長(zhǎng)與步頻對(duì)短跑運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響

速度=步長(zhǎng)×步頻，因此，步長(zhǎng)與步頻的合理組合是決定短跑運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)的關(guān)鍵因素之一[22]。在短跑訓(xùn)練實(shí)踐中，通常采用步長(zhǎng)指數(shù)（步長(zhǎng)÷運(yùn)動(dòng)員身高）和步頻指數(shù)（步頻×運(yùn)動(dòng)員身高）來評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員步長(zhǎng)與步頻的合理性。

近年來，周期性競(jìng)速類項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)水平的不斷突破，主要得益于運(yùn)動(dòng)員每一步、每一劃和每一蹬的動(dòng)作效率的提高。短跑作為典型的周期性競(jìng)速類項(xiàng)目，運(yùn)動(dòng)水平的提高同樣得益于步長(zhǎng)的增加。就男子100 m項(xiàng)目而言，1970—2009年間世界紀(jì)錄由10.06 s提高到了9.58 s，與此同時(shí)，世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員的步頻指數(shù)由8.54降至了8.28，而步長(zhǎng)指數(shù)則由1.14增加至了1.24[7]。步長(zhǎng)的增加，一方面意味著肌肉的放松時(shí)間增加，ATP再合成和重新利用的比例也就隨之增加。另一方面，相較于步頻的增加，步長(zhǎng)的增加更具經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)椴筋l每增加1倍，能量消耗就會(huì)增加7倍[19]。在本研究中，我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員加速跑階段的步長(zhǎng)指數(shù)與世界男子優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員沒有顯著性差異（0.92±0.04 vs 0.91±0.03，＞0.05，圖4）。在100 m比賽的加速跑階段，運(yùn)動(dòng)員的步長(zhǎng)主要取決于其髖部伸肌和股四頭的最大收縮力量，以上結(jié)果提示：我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員髖部伸肌和股四頭肌的力量較好，這一結(jié)論也與我國(guó)短跑訓(xùn)練中重視杠鈴深蹲或半蹲練習(xí)的現(xiàn)狀相符。然而，我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員途中跑階段的步長(zhǎng)指數(shù)卻顯著小于世界優(yōu)秀男子優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員（1.28±0.03 vs 1.33±0.04，＜0.05，圖4）。在途中跑階段，運(yùn)動(dòng)員的步長(zhǎng)主要取決于其髖部屈肌和股后肌群的快速收縮力量，以上結(jié)果提示：我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員髖部屈肌和股后肌群的力量與世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員存在較大差距，這一結(jié)論也與我國(guó)短跑訓(xùn)練中“重前群、輕后群”的現(xiàn)狀相符。值得注意的是，我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員加速跑階段的步頻指數(shù)顯著高于世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員（8.21±0.25 vs 7.50±0.21，＜0.05，圖6），這說明我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員試圖在加速跑階段通過步頻的快速增加來提高加速度。前期研究表明，起跑后步頻的過快增加，一方面，運(yùn)動(dòng)員會(huì)因肌肉興奮與抑制之間的快速轉(zhuǎn)換而導(dǎo)致能量的快速損耗，不利于運(yùn)動(dòng)員獲得和保持最大速度[23]，另一方面，運(yùn)動(dòng)員也會(huì)因肌肉的持續(xù)緊張而導(dǎo)致“越跑越僵”，上述兩點(diǎn)對(duì)短跑運(yùn)動(dòng)員而言都是致命的。

有必要說明的是，運(yùn)動(dòng)員的步長(zhǎng)主要取決于其腿長(zhǎng)、腿部力量和髖關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍3個(gè)因素。在本研究中，僅從腿部力量的層面討論了中、外優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員步長(zhǎng)上的差距及其原因，并未考慮到腿長(zhǎng)和髖關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍對(duì)運(yùn)動(dòng)員步長(zhǎng)的影響。因此，中、外優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員的腿長(zhǎng)和髖關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍之間是否存在差異？到底存在多大的差異？仍有待研究的進(jìn)一步探索。

4.2 觸地時(shí)間與騰空時(shí)間對(duì)短跑運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響

騰空時(shí)間主要反映步長(zhǎng)，而觸地時(shí)間和騰空時(shí)間的組合則反映著步頻，因此，觸地時(shí)間和騰空時(shí)間也是評(píng)價(jià)短跑技術(shù)合理性的兩個(gè)重要參數(shù)[25]。

Weyand[31]和Faccioni[17]等人認(rèn)為，觸地時(shí)間長(zhǎng)短是區(qū)分短跑運(yùn)動(dòng)水平的重要參數(shù)，即水平越高的短跑運(yùn)動(dòng)員，其觸地時(shí)間越短，觸地時(shí)間的占比就越低。前期研究表明，通過減少觸地時(shí)間可以幫助運(yùn)動(dòng)員節(jié)省能量和提高跑的經(jīng)濟(jì)性[23]。因?yàn)樵讷@得相同騰空時(shí)間（步長(zhǎng)）的情況下，運(yùn)動(dòng)員所用的觸地時(shí)間越短，意味著肌肉間同步收縮的效率越高，因拮抗損耗的能量越少，跑的經(jīng)濟(jì)性越高[23]。另一方面，觸地時(shí)間包括制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)兩個(gè)階段，對(duì)于短跑項(xiàng)目而言，制動(dòng)階段被視為阻力階段，驅(qū)動(dòng)階段被視為助力階段，觸地時(shí)間越長(zhǎng)，意味著阻力階段越長(zhǎng)，阻力越大，跑的經(jīng)濟(jì)性越差[15,27]。在本研究中，我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員加速跑階段的觸地時(shí)間明顯長(zhǎng)于世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員（143±6 ms vs 136±4 ms，＜0.05，圖7），而獲得的騰空時(shí)間（85±4 ms vs 92±5 ms，＜0.05，圖7）和步長(zhǎng)（1.66±0.08 m vs 1.67±0.08 m，＞0.05，圖3）卻短于世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員，這意味著我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員用明顯長(zhǎng)于世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員的觸地時(shí)間僅獲得了略短于世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員的步長(zhǎng)。在100 m比賽的加速跑階段，運(yùn)動(dòng)員主要采用“蹬伸技術(shù)”，其觸地效率主要取決于髖部伸肌和股四頭肌的向心收縮力量，以上結(jié)果提示：我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員蹬伸時(shí)（向心收縮）的發(fā)力速率（Rate of Force Development，RFD）相對(duì)較差，這一結(jié)論也與我國(guó)短跑訓(xùn)練中“重視力量的‘大’、輕力量的‘快’”的現(xiàn)狀相符。與此同時(shí)，我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員途中跑階段的觸地時(shí)間長(zhǎng)于世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員（92±5 ms vs 89±6 ms，＜0.05，圖7），而獲得的騰空時(shí)間（119±4 ms vs 128±5 ms，＜0.05，圖7）和步長(zhǎng)（2.31±0.07 m vs 2.45±0.11 m，＜0.05，圖3）卻顯著低于世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員，這意味著我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員在途中跑階段用長(zhǎng)于世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員的觸地時(shí)間僅獲得了明顯短于世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員的步長(zhǎng)。在100 m比賽的途中跑階段，運(yùn)動(dòng)員主要采用“扒地技術(shù)”，其觸地效率主要取決于髖部屈肌和股后肌群的快速反應(yīng)力量，以上結(jié)果提示：我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員扒地時(shí)（拉長(zhǎng)-縮短周期）的快速反應(yīng)力量較差，而發(fā)展運(yùn)動(dòng)員快速反應(yīng)力量最為主要的方法為短程式（SSC＜170 ms）超等長(zhǎng)練習(xí)（跳深、跳欄架等），這一結(jié)論也與我國(guó)短跑訓(xùn)練實(shí)踐中“輕跳躍練習(xí)”的現(xiàn)狀相符。

4.3 速度節(jié)奏與速度耐力對(duì)短跑運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響

在人體運(yùn)動(dòng)的3大供能系統(tǒng)（磷酸原、糖酵解和有氧氧化）中，輸出功率最大的磷酸原系統(tǒng)僅能維持肌肉6~8 s的最大收縮[19]，而世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員跑完100 m全程大約需要9.58~10.00 s。顯然，磷酸原系統(tǒng)不能完全滿足100 m比賽的能量需求，這就要求運(yùn)動(dòng)員通過速度節(jié)奏的合理變化來優(yōu)化3大能源系統(tǒng)的供能比例和效率，實(shí)現(xiàn)生物能向機(jī)械能的最大轉(zhuǎn)化[14]。

Abbiss[12]、Stoyanov[30]和Mackala[24]等人的研究表明，精英短跑運(yùn)動(dòng)員在100 m比賽前20 m的時(shí)間占比明顯高于普通短跑運(yùn)動(dòng)員，與此同時(shí)，精英短跑運(yùn)動(dòng)員獲得和保持最大速度的能力也明顯優(yōu)于普通組短跑運(yùn)動(dòng)員。換言之，世界優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員在100 m比賽起跑后并非竭盡全力地加速，而是采用了“漸加速”的方式加速[8,9]。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員在100 m前程加速過快容易導(dǎo)致肌肉的過度緊張，這一方面會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作越跑越僵，另一方面會(huì)降低ATP-CP重新合成和再利用的效率，上述兩個(gè)方面都會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員獲得和保持最大速度產(chǎn)生不利影響[6,29]。在本研究中，我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員前20 m的時(shí)間占比顯著低于2017年世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員（28.92%±0.23% vs 29.54%±0.49%，＜0.05，圖11），也顯著低于2009年世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員（28.92%±0.23% vs 29.46%±0.47%，＜0.05，圖11），這提示，我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員在100 m前程加速過快，速度節(jié)奏不合理，將不利于運(yùn)動(dòng)員獲得和保持最大速度。

速度耐力是指運(yùn)動(dòng)員以無(wú)氧糖酵解代謝為主要供能形式較長(zhǎng)時(shí)間保持最大速度的能力。McArdle[26]和 Mader等人[1]的研究表明，在田徑100 m項(xiàng)目中，無(wú)氧糖酵解供能的比例在50%以上。這就是說，速度耐力是決定短跑運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的關(guān)鍵因素之一。姜自立等人[4]的研究表明，運(yùn)動(dòng)水平越高的短跑運(yùn)動(dòng)員，其后程保持最大速度的能力越強(qiáng)，降速幅度越小。在本研究中，我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員在100 m比賽最后10.5 m的降速幅度顯著高于2017年世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員（7.35%±1.32% vs 3.78%±1.96%，＜0.05，圖12），也顯著高于2009年世錦賽男子100 m決賽運(yùn)動(dòng)員（7.35%±1.32% vs 3.28%±1.36%%，＜0.05，圖12），這一方面論證了上文中得出的“前程加速過快不利于獲得和保持最大速度”的結(jié)論，另一方面提示我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員的速度耐力水平較差，這一結(jié)論也與我國(guó)短跑訓(xùn)練中“重最大速度訓(xùn)練、輕速度耐力訓(xùn)練”的現(xiàn)狀一致[5]。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

與世界優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員相比，我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員加速跑階段的步頻偏快、途中跑階段的步長(zhǎng)偏短、加速跑階段的觸地時(shí)間偏長(zhǎng)、途中跑階段的騰空時(shí)間偏短，前20 m的時(shí)間占比偏低、后10 m的降速幅度偏大，說明我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員的加速技術(shù)、速度節(jié)奏、發(fā)力速率、反應(yīng)力量和速度耐力等方面的技術(shù)和能力相對(duì)較差，有待進(jìn)一步提高。

5.2 建議

針對(duì)我國(guó)優(yōu)秀男子短跑運(yùn)動(dòng)員關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)中存在的問題，建議：1）采用“跑格”的方式限制運(yùn)動(dòng)員加速跑階段的步長(zhǎng)和步頻，掌握正確的起跑加速技術(shù)；2）采用繞欄架、彈力帶擺髖、下壓擺腿（抗阻）和俯臥屈膝（抗阻）等練習(xí)增加運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍和靈活性、髖部屈肌和股后肌群的力量；3）適當(dāng)降低力量訓(xùn)練中的抗阻負(fù)荷，提高運(yùn)動(dòng)員每個(gè)練習(xí)動(dòng)作的發(fā)力速率；4）適當(dāng)增加跳深、跳欄架等短程式（＜170 ms）超等長(zhǎng)練習(xí)的比例，提高運(yùn)動(dòng)員的反應(yīng)力量水平；5）適當(dāng)增加“20 m加速跑＋20 m順勢(shì)跑＋20 m加速跑＋20 m順勢(shì)跑”或“30 m加速跑＋40 m順勢(shì)跑＋30 m加速跑＋40 m順勢(shì)跑”等變速跑訓(xùn)練的比例，形成合理的速度節(jié)奏；6）適當(dāng)增加速度耐力訓(xùn)練在整個(gè)短跑訓(xùn)練中的比例，并采用“高量”與“高強(qiáng)度”相結(jié)合的速度耐力訓(xùn)練模式發(fā)展運(yùn)動(dòng)員的速度耐力水平。

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Study on the Key Technical Characteristics of Men’s100m Finalists in 2017 National Games

JIANG Zi-li1, YUAN Ting-gang1, WANG Guo-jie2, LI Qing3

1. China Institute of Sport Science, Beijing 100061, China; 2. Beijing Sport University, Beijing 100084, China; 3. Tsinghua University, Beijing 100084, China.

Objective: To explore the key technical characteristics of 100m finals athletes in 2017 National Games and find out the technical problems existing in our elite sprinters. Methods: Two-dimensional video analysis method was used to analyze the step length (SL), step frequency (SF), ground contact time (GT), air time (AT) and pacing strategies (PS) of finalists during the acceleration phase (from 0 to 12th steps) and the mid-race phase (from 13th steps to finish) and to compare the above-mentioned parameters with the world elite sprinter's related data. Results: Comparing with the world elite sprinters, the SL of our elite sprinters during the acceleration phase was no significant difference (>0.05), the SL of our elite sprinters during the mid-race phase was significantly short (<0.05), the SF of our elite sprinters during the acceleration is significantly high (<0.05), the SF of our elite sprinters during the mid-race phase was no significant difference (>0.05); The GT of our elite sprinters during the acceleration phase and the mid-race phase was significantly long (<0.05), and the AT of our elite sprinter during the acceleration phase and the mid-race phase was significantly short (<0.05). The time ratio of the first 20m to 100m was significantly low (<0.05), and the deceleration amplitude of the last 10.5m was significantly large (<0.05). Conclusion: The accelerated technique, the rate of force development, the reactive force, the pacing strategies and the speed endurance of our elite male sprinters need to be further improved.

G822.1

A

1002-9826(2018)06-0109-09

10.16470/j.csst.201806015

2018-02-07；

2018-07-12

國(guó)家體育總局體育科學(xué)研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目(基本17-41)。

姜自立,男,助理研究員,博士,主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)訓(xùn)練理論應(yīng)用、運(yùn)動(dòng)生理機(jī)能監(jiān)測(cè)和運(yùn)動(dòng)技術(shù)分析; E-mail: jiangzili2010@163.com。