陳錫航，周玉斌

4×100 m接力是我國田徑重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目（蘇炳添等，2019），如今“接力促單項(xiàng)”策略取得明顯成效。2020東京奧運(yùn)會(huì)男子4×100 m接力決賽，中國隊(duì)以37.79 s追平全國紀(jì)錄并可能獲得銅牌（第2名英國隊(duì)因違反《反興奮劑規(guī)則》可能被取消成績），蘇炳添100 m半決賽以9.83 s打破亞洲紀(jì)錄闖入決賽，實(shí)現(xiàn)歷史性突破。

國際田徑聯(lián)合會(huì)（International Association of Athletics Federation，IAAF）2017年發(fā)布的2018—2019田徑競(jìng)賽規(guī)則將4×100 m接力區(qū)的長度修改為30 m，把舊規(guī)則中10 m預(yù)跑區(qū)設(shè)為接力區(qū)的一部分。4×100 m接力比賽中，合理的棒次安排、高效的交接棒技術(shù)、恰當(dāng)?shù)慕唤影魰r(shí)機(jī)等因素至關(guān)重要（曾理 等，2012；Ward-Smith et al.，2002）。新規(guī)則讓運(yùn)動(dòng)員可以更早完成交接棒，為隊(duì)伍的棒次安排及比賽戰(zhàn)術(shù)提供了更多選擇。因此，接棒運(yùn)動(dòng)員的起跑將影響到比賽成績。

4×100 m接力接棒運(yùn)動(dòng)員主要采用站立式或單臂支撐的蹲踞式（單撐式）進(jìn)行起跑，通過比賽錄像統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，2008—2021年4屆奧運(yùn)會(huì)男、女4×100 m比賽，獲得前3名隊(duì)伍中的72名接棒運(yùn)動(dòng)員，49人選擇單撐式起跑，23人選擇站立式起跑。中國男子接力隊(duì)在東京奧運(yùn)會(huì)平全國紀(jì)錄以及在里約奧運(yùn)會(huì)打破亞洲紀(jì)錄的比賽中，接棒運(yùn)動(dòng)員均使用單撐式起跑。而中國隊(duì)在亞洲的主要競(jìng)爭對(duì)手日本隊(duì)，在里約奧運(yùn)會(huì)打破亞洲紀(jì)錄并獲亞軍以及2019年多哈田徑世錦賽打破亞洲紀(jì)錄并獲季軍的比賽中，接棒運(yùn)動(dòng)員均使用站立式起跑。從中、日兩隊(duì)來看，同隊(duì)3名接棒運(yùn)動(dòng)員都使用相同的起跑方式，并未根據(jù)起跑方式特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)員自身特點(diǎn)做出區(qū)分。

已有對(duì)4×100 m接力的研究主要為交接棒技術(shù)（張守偉等，2009；鄭建華等，1999）、交接棒時(shí)間（湯作夫清等，1997）、交接棒時(shí)的速度-時(shí)間狀態(tài)（曾理 等，2012；Ward-Smith et al.，2002）、標(biāo)志距離與棒次安排（Radford et al.，2003；Suchy，2012）以及接力戰(zhàn)術(shù)（陳鵬程 等，2017）等，對(duì)接棒運(yùn)動(dòng)員起跑方式的研究較少，且對(duì)起跑方式的研究主要為蹲踞式與站立式起跑下肢肌電及動(dòng)力學(xué)對(duì)比（李永智，2002）、蹲踞式和站立式起跑位移速度對(duì)比（Ostarello，2001；Salo et al.，2004；Schultz，1973）以及單獨(dú)對(duì)蹲踞式或站立式起跑的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究（王國杰等，2019；馬杰 等，2017；Debaere et al.，2013；Slawinski et al.，2013）、動(dòng)力學(xué)研究（陳錫航 ，2019；Mero，1988；Otsuka et al.，2014）、相關(guān)性研究（Standing et al.，2017）及表面肌電研究（王延鵬，1995），對(duì)單撐式起跑的相關(guān)研究較少（Bonnechere et al.2014；Haugen et al.，2012）。

在新規(guī)則下，接棒運(yùn)動(dòng)員起跑方式的選擇對(duì)比賽成績具有重要意義。因此，本研究旨在分析單撐式起跑與站立式起跑的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)特征。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)受試者

北京體育大學(xué)14名短跑運(yùn)動(dòng)員作為實(shí)驗(yàn)受試者，包括1名國際健將級(jí)運(yùn)動(dòng)員、3名健將級(jí)運(yùn)動(dòng)員、8名一級(jí)運(yùn)動(dòng)員、2名二級(jí)運(yùn)動(dòng)員。受試者年齡23.4±2.1歲，身高177.4±6.0 cm，體重68.50±6.76 kg，其中有2名女性以及1名男性俄羅斯人、1名男性泰國人。林某某為2014年亞運(yùn)會(huì)及第13屆全運(yùn)會(huì)4×100 m接力冠軍，楊某某為第13屆全運(yùn)會(huì)400 m、4×400 m接力冠軍，另有3名運(yùn)動(dòng)員獲得過全國大獎(jiǎng)賽、錦標(biāo)賽等賽事前3名，14名受試者均參加過全國大學(xué)生及以上級(jí)別的4×100 m接力比賽。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)選用2臺(tái)瑞士產(chǎn)Kistler 9281EA三維測(cè)力臺(tái)進(jìn)行采集，數(shù)據(jù)采集頻率為1 000 Hz，所用軟件為Bioware 5.1.0.0，測(cè)力臺(tái)固定于北京體育大學(xué)田徑館測(cè)力臺(tái)專用凹槽中，測(cè)力臺(tái)四周空隙為2 mm，由于運(yùn)動(dòng)員穿釘鞋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因此，在測(cè)力臺(tái)表面鋪設(shè)塑膠跑道墊。

運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)使用1臺(tái)高速攝影機(jī)進(jìn)行二維平面定點(diǎn)定焦拍攝，拍攝頻率為200 Hz，分辨率1 280×720，攝影機(jī)擺放在距離跑道中線左側(cè)3 m、高1 m處，攝影機(jī)主光軸正對(duì)2塊測(cè)力臺(tái)中點(diǎn)并垂直于運(yùn)動(dòng)平面。

1.3 測(cè)試流程

每一次起跑測(cè)試前，在確保測(cè)力臺(tái)周圍1 m范圍內(nèi)無人的情況下，實(shí)驗(yàn)人員先進(jìn)行測(cè)力臺(tái)的“清零”校準(zhǔn)操作，校準(zhǔn)完畢后開始測(cè)試。受試者在預(yù)備姿勢(shì)時(shí)，將前、后足分別置于相鄰的兩塊測(cè)力臺(tái)上，并用粉筆在受試者足尖處畫標(biāo)記點(diǎn)，以確保在使用兩種方式起跑時(shí)雙腿足間距相同，在單撐式起跑時(shí)，支撐臂在測(cè)力臺(tái)外的地面支撐。受試者聽到發(fā)令聲后，以設(shè)定的起跑方式盡全力起跑。每種方式起跑兩次，按ABBA或BAAB順序完成，每次起跑間歇3 min以上。

1.4 數(shù)據(jù)處理

1.4.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)處理

將拍攝的原始錄像導(dǎo)入北京體育大學(xué)的視訊軟件進(jìn)行解析，選擇扎齊奧爾斯基模型計(jì)算人體重心，使用軟件自帶的低通濾波平滑對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，平滑頻率10 Hz。由于4×100 m接棒運(yùn)動(dòng)員的起跑線在身后，設(shè)定運(yùn)動(dòng)員預(yù)備姿勢(shì)時(shí)的后足著地點(diǎn)后端為起點(diǎn)。

本研究選取的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)為：起動(dòng)-蹬離時(shí)間、前后腿蹬伸時(shí)間、騰空時(shí)間、重心高度、重心至起點(diǎn)水平距離、重心水平位移距離、重心垂直位移距離、離地瞬時(shí)速度、軀干前傾角（軀干與軀干上方地面垂線的夾角）、髖關(guān)節(jié)角、膝關(guān)節(jié)角。

1.4.2 動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)處理

動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)使用Bioware 5.1.0.0軟件導(dǎo)出至Excel中完成相應(yīng)參數(shù)的計(jì)算。由于短跑起跑主要在運(yùn)動(dòng)員矢狀面的二維運(yùn)動(dòng)平面中完成，因此，設(shè)定運(yùn)動(dòng)員跑進(jìn)方向?yàn)樗秸较?，重力方向?yàn)榇怪必?fù)方向，動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)僅使用水平方向的力Fx和垂直方向的力Fz進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果按運(yùn)動(dòng)員身體質(zhì)量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

本研究選取的動(dòng)力學(xué)參數(shù)為：水平?jīng)_量、垂直沖量、水平地面反作用力、垂直地面反作用力、水平發(fā)力率、垂直發(fā)力率。

沖量是力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)（FΔt）的量度，計(jì)算公式：

力的峰值指運(yùn)動(dòng)員在起跑蹬伸時(shí)產(chǎn)生的地面反作用力最大值。

發(fā)力率指單位時(shí)間內(nèi)力的增加量，即力量-時(shí)間曲線的斜率，也稱發(fā)力率或力的梯度。本研究選用從起動(dòng)時(shí)刻至蹬力峰值的力量差值與所用時(shí)間的比值計(jì)算發(fā)力率：

1.4.3 作圖

為了對(duì)比運(yùn)動(dòng)員采用兩種技術(shù)動(dòng)作產(chǎn)生的地面反作用力等參數(shù)的曲線波形，以開始起跑蹬伸時(shí)前腿或后腿蹬伸至離地時(shí)刻的時(shí)間為100%，將所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入Origin-Pro 2018C進(jìn)行3次樣條插值，之后取1%標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)刻的數(shù)值進(jìn)行處理（施寶興，2005；鐘運(yùn)健 等，2011）。

1.4.4 時(shí)刻界定

設(shè)定雙腿蹬伸的水平合力開始上升并超過一定閾值時(shí)為運(yùn)動(dòng)員的起動(dòng)時(shí)刻，閾值為運(yùn)動(dòng)員預(yù)備姿勢(shì)時(shí)選取100 ms穩(wěn)定水平合力計(jì)算的平均值加2倍標(biāo)準(zhǔn)差（Bezodis et al.，2010，2014）。設(shè)定2塊測(cè)力臺(tái)垂直合力小于10 N為界定離地時(shí)刻的閾值（Otsuka et al.，2014）。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

將處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS 19.0軟件中，對(duì)運(yùn)動(dòng)員在使用單撐式起跑與站立式起跑時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，設(shè)定P＜0.05為2組數(shù)據(jù)的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，各數(shù)值以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（M±SD）表示。

2 結(jié)果

2.1 單撐式起跑與站立式起跑運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)

表1顯示，運(yùn)動(dòng)員在使用單撐式起跑時(shí)，相比站立式起跑，起動(dòng)-蹬離時(shí)間、前腿蹬伸時(shí)間、后腿蹬伸時(shí)間較短，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。運(yùn)動(dòng)員在預(yù)備姿勢(shì)時(shí)，單撐式相比站立式的重心高度、前腿髖關(guān)節(jié)角、前腿膝關(guān)節(jié)角更低或更小，單撐式的重心至起點(diǎn)水平距離、軀干前傾角相比站立式較大，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。在起跑離地時(shí)刻，兩種起跑方式的身體重心及各關(guān)節(jié)角度的差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。重心位移距離為預(yù)備姿勢(shì)身體重心到離地時(shí)刻身體重心的距離，單撐式起跑的重心垂直位移距離較長，站立式起跑的水平位移距離較長，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。運(yùn)動(dòng)員采用單撐式起跑的離地瞬時(shí)水平速度及瞬時(shí)合速度相比站立式較慢，瞬時(shí)垂直速度較快，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

表1 4×100 m接力接棒運(yùn)動(dòng)員單撐式與站立式起跑運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)Table 1 Kinematic Parameters of Single-arm Supported Start and Standing Start of the 4×100 m RelayAthletes

2.2 單撐式起跑與站立式起跑動(dòng)力學(xué)參數(shù)

運(yùn)動(dòng)員使用單撐式起跑時(shí)的總水平?jīng)_量、總垂直沖量、垂直合力峰值、后腿水平?jīng)_量、后腿垂直沖量、前腿水平?jīng)_量、前腿垂直沖量、前腿水平力峰值、前腿垂直力峰值、前腿垂直發(fā)力率相比站立式較低，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；運(yùn)動(dòng)員使用單撐式起跑時(shí)的水平合力峰值、后腿水平力峰值、后腿水平發(fā)力率、后腿垂直發(fā)力率、前腿水平發(fā)力率相比站立式較高，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（表2）。兩種起跑方式雙腿蹬伸產(chǎn)生的水平方向和垂直方向的地面反作用力曲線波形均為雙波峰、單波谷（圖1）。

表2 4×100 m接力接棒運(yùn)動(dòng)員單撐式與站立式起跑動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table 2 Dynamics Parameters of Single-arm Supported Start and Standing Start of the 4×100 m RelayAthletes

圖1 4×100 m接力接棒運(yùn)動(dòng)員單撐式與站立式起跑雙腿蹬伸產(chǎn)生的地面反作用力合力Figure 1. Ground Reaction Force Generated by the Speed Force of the Legs of the 4×100 m RelayAthletes

2.3 前腿與后腿運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)

運(yùn)動(dòng)員使用單撐式起跑時(shí)，前腿與后腿參數(shù)進(jìn)行比較，前腿蹬伸時(shí)間較長，在水平方向上，前腿產(chǎn)生的水平?jīng)_量較大、蹬伸時(shí)間較長、水平力峰值較大，而水平發(fā)力率則是后腿較大；在垂直方向上，前腿產(chǎn)生的垂直沖量較大、垂直力峰值較大，以上差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，表3）。

圖2 4×100 m接力接棒運(yùn)動(dòng)員后腿水平（Fx）與垂直（Fz）方向地面反作用力Figure 2. Horizontal（Fx）and Vertical（Fz）Ground Reaction Force of Rear Leg of the 4×100 m RelayAthletes

運(yùn)動(dòng)員使用站立式起跑時(shí)，前腿與后腿參數(shù)進(jìn)行比較，前腿蹬伸時(shí)間較長，在水平方向上，前腿產(chǎn)生的水平?jīng)_量較大、蹬伸時(shí)間較長、水平力峰值較大；在垂直方向上，前腿產(chǎn)生的垂直沖量較大、垂直力峰值較大、垂直發(fā)力率較大，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，表3）。

表3 4×100 m接力接棒運(yùn)動(dòng)員兩種起跑方式前腿與后腿參數(shù)Table 3 Parameters of the Front and Rear Legs on the Two Startings of the 4×100 m RelayAthletes

3 分析與討論

3.1 預(yù)備姿勢(shì)特征及分析

運(yùn)動(dòng)員使用單撐式起跑時(shí)，預(yù)備姿勢(shì)身體重心相比站立式更靠前更低，這與預(yù)備姿勢(shì)時(shí)的身體關(guān)節(jié)角度差異有關(guān)。運(yùn)動(dòng)員使用單撐式起跑在預(yù)備姿勢(shì)時(shí)，重心至起點(diǎn)的水平距離相比站立式較遠(yuǎn)（表1），由于起點(diǎn)設(shè)定為運(yùn)動(dòng)員后足著地點(diǎn)后端，并且要求運(yùn)動(dòng)員使用站立式和單撐式時(shí)的雙腿足間距相同，因此，重心至起點(diǎn)的水平距離越遠(yuǎn)，重心相對(duì)雙腿支撐點(diǎn)則越靠前。從運(yùn)動(dòng)員的軀干前傾角和下肢大關(guān)節(jié)角度對(duì)比來看，單撐式時(shí)的軀干前傾角更大，并且前腿的髖關(guān)節(jié)角、膝關(guān)節(jié)角要比站立式小。關(guān)節(jié)角度的差異是讓重心降低與前移的主要因素，并且單撐式增加了單臂支撐，更利于身體重心前移，在一定范圍內(nèi)，預(yù)備姿勢(shì)的身體重心較低和較靠前有利于產(chǎn)生更大的水平地面反作用力峰值（李永智，2002；馬杰等，2017；王澤峰 等，2018）。

3.2 離地瞬時(shí)速度特征及分析

運(yùn)動(dòng)員使用站立式起跑時(shí)的離地瞬時(shí)水平速度與瞬時(shí)合速度相比單撐式起跑更快，這與站立式起跑雙腿蹬伸產(chǎn)生的總水平?jīng)_量較大有關(guān)。茅鵬（2013）研究認(rèn)為，支撐階段是運(yùn)動(dòng)員獲得位移速度的關(guān)鍵階段，離地瞬時(shí)水平速度是支撐階段加速效果的衡量標(biāo)準(zhǔn)。速度是由沖量決定的，根據(jù)動(dòng)量定理，當(dāng)物體從靜止起動(dòng)且質(zhì)量一定時(shí)，速度與沖量大小成正比，運(yùn)動(dòng)員使用站立式起跑時(shí)產(chǎn)生的總水平?jīng)_量大于單撐式起跑，因此，出現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)員使用站立式起跑離地瞬時(shí)水平速度較快的結(jié)果，這一結(jié)果與Salo等（2004）研究中站立式起跑離地瞬時(shí)速度快于蹲踞式起跑的結(jié)果相近。影響沖量大小的因素有力的作用時(shí)間、力的峰值、單位時(shí)間內(nèi)力的增量（發(fā)力率）以及波峰波谷的變化形態(tài)（劉宇，2010）。

圖3 4×100 m接力接棒運(yùn)動(dòng)員前腿水平（Fx）與垂直（Fz）方向地面反作用力Figure 3. Horizontal（Fx）and Vertical（Fz）Ground Reaction Force of Front Leg of the 4×100 m RelayAthletes

3.3 沖量相關(guān)參數(shù)特征及分析

運(yùn)動(dòng)員使用站立式起跑時(shí)，蹬伸力的作用時(shí)間較長是其產(chǎn)生較大總水平?jīng)_量的主要原因。雖然單撐式起跑產(chǎn)生的總水平?jīng)_量較低，但其起動(dòng)至蹬離的時(shí)間短，這或許與較大的水平合力峰值、水平發(fā)力率以及較短的重心水平位移距離有關(guān)。運(yùn)動(dòng)員起跑過程中，使用站立式起跑的蹬伸作用力時(shí)間較長。作用力的時(shí)間取決于作用力推進(jìn)身體重心加速的距離和作用力的大小。由于兩種起跑方式在離地時(shí)刻的重心至起點(diǎn)水平距離無明顯差異，且使用站立式起跑時(shí)身體重心相比單撐式起跑在水平方向上更偏后，因此，站立式起跑時(shí)的重心水平位移距離較長，較長的位移距離提供了更長的加速時(shí)間（劉宇，2010）。

單撐式起跑產(chǎn)生的水平合力峰值要比站立式起跑高。馬杰等（2017）、王澤峰等（2018）研究認(rèn)為，重心與前腳跖趾關(guān)節(jié)水平距離在一定范圍內(nèi)越大越有利于增大水平蹬力。單撐式的預(yù)備姿勢(shì)重心至起點(diǎn)水平距離更長，且同一運(yùn)動(dòng)員兩種方式起跑時(shí)的兩足間距相同，因此，預(yù)備姿勢(shì)的重心與前腳跖趾關(guān)節(jié)水平距離要比站立式更大，這也是造成單撐式水平合力峰值較大的原因之一。另外，李永智（2002）研究發(fā)現(xiàn)，蹲踞式起跑產(chǎn)生的水平力峰值比站立式起跑高，且兩種方式起跑時(shí)下肢肌肉活動(dòng)順序及肌電活動(dòng)時(shí)間與幅度存在差異，單臂支撐的蹲踞式起跑和站立式起跑可能也存在肌電活動(dòng)方面的差異，進(jìn)而導(dǎo)致蹬力峰值出現(xiàn)差異。

發(fā)力率或力的梯度（Rate of Force Development，RFD）主要反映運(yùn)動(dòng)員爆發(fā)力能力（劉宇，2010；曲峰等，2007）。前、后腿在水平方向上的發(fā)力率均是單撐式起跑更大，運(yùn)動(dòng)員在使用單撐式起跑時(shí)表現(xiàn)出了較大的爆發(fā)力。兩種方式起跑雙腿蹬伸產(chǎn)生的地面水平合力的曲線形態(tài)均為雙波峰、單波谷曲線波形。雙波峰的出現(xiàn)主要源于前腿和后腿蹬伸產(chǎn)生峰值力的時(shí)間不同，從前后腿蹬伸時(shí)間與作用力曲線圖對(duì)照可知，后腿能較早產(chǎn)生水平蹬力峰值，前腿產(chǎn)生水平蹬力峰值則較晚。從地面水平合力曲線波形中可以看出，站立式起跑水平合力第一波峰之前存在作用力、斜率較低的一段曲線，約占蹬伸期50%，而單撐式起跑水平合力第一波峰之前，作用力、斜率較低的曲線僅占蹬伸期約10%，表明運(yùn)動(dòng)員使用站立式起跑時(shí)的預(yù)備姿勢(shì)不利于快速產(chǎn)生較大力量。

3.4 前腿與后腿參數(shù)特征及分析

運(yùn)動(dòng)員在起跑時(shí)，前腿產(chǎn)生沖量的能力在更大程度上決定了總沖量大小，這與前腿蹬伸作用力時(shí)間較長且產(chǎn)生的峰值力較大有關(guān)。運(yùn)動(dòng)員起跑產(chǎn)生的總沖量由前腿與后腿蹬伸產(chǎn)生的沖量構(gòu)成。運(yùn)動(dòng)員在使用單撐式起跑和站立式起跑時(shí)，兩種方式前腿產(chǎn)生的水平力峰值和垂直力峰值均要大于后腿，且前腿蹬伸力的作用時(shí)間均長于后腿，這與蹲踞式起跑前腿蹬力峰值較大且蹬伸時(shí)間較長的結(jié)果相同。因此，使用這兩種方式起跑時(shí)，前腿產(chǎn)生的兩方向沖量均比后腿產(chǎn)生的大。雖然單撐式起跑后腿水平發(fā)力率比前腿大，但并未對(duì)沖量大小造成明顯影響。另外，前腿產(chǎn)生的水平?jīng)_量（1.72 Ns/kg、1.93 Ns/kg）占總水平?jīng)_量（2.51 Ns/kg、2.83 Ns/kg）約69%，因此，前腿蹬伸產(chǎn)生的水平?jīng)_量占總水平?jīng)_量的主要部分。

3.5 研究局限性

站立式起跑時(shí)下肢產(chǎn)生的總垂直沖量以及前、后腿的垂直沖量均比單撐式大，且產(chǎn)生的垂直合力峰值、前腿垂直力峰值、前腿垂直發(fā)力率也大于單撐式起跑，此結(jié)果也印證了預(yù)備姿勢(shì)重心偏后會(huì)增加垂直力峰值的觀點(diǎn)（馬杰等，2017；王澤峰等，2018），但由于只采集了兩種起跑方式的下肢動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，缺少單撐式支撐臂產(chǎn)生的垂直沖量數(shù)據(jù)，因此，結(jié)果中的垂直沖量無法用于評(píng)價(jià)離地瞬時(shí)垂直速度，僅作為兩種起跑方式的下肢參數(shù)對(duì)比。

在使用測(cè)力臺(tái)采集動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)過程中需要鋪設(shè)塑膠跑道墊，塑膠跑道墊會(huì)與周圍地面發(fā)生力學(xué)作用而影響數(shù)據(jù)精度，但兩種起跑方式是在相同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行的，因此，采集的數(shù)據(jù)可以用于對(duì)比研究。

3.6 對(duì)后續(xù)研究展望

單撐式起跑時(shí)的離地瞬時(shí)垂直速度要比站立式快。較快的離地瞬時(shí)垂直速度會(huì)增加騰空時(shí)間，但兩種技術(shù)在騰空時(shí)間上沒有明顯差異，可能是由于兩種方式在第2步的支撐階段存在技術(shù)動(dòng)作差異，此問題有待后續(xù)進(jìn)一步研究。

本研究僅對(duì)單撐式、站立式起跑的第1步進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)研究，關(guān)于兩種起跑方式的表面肌電特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)控制機(jī)制以及起跑后30 m接力區(qū)內(nèi)的特征等方面有待進(jìn)一步的研究。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

1）運(yùn)動(dòng)員使用站立式起跑時(shí)，具有離地瞬時(shí)水平速度快的優(yōu)勢(shì)，這與站立式的預(yù)備姿勢(shì)重心偏后，重心水平位移距離較大，使雙腿有較長的蹬伸力作用時(shí)間，進(jìn)而產(chǎn)生了較大的總水平?jīng)_量有關(guān)。

2）運(yùn)動(dòng)員使用單撐式起跑時(shí)，具有起動(dòng)至蹬離時(shí)間短的優(yōu)勢(shì)，這與預(yù)備姿勢(shì)重心靠前、重心水平位移距離短、雙腿蹬伸產(chǎn)生的水平合力峰值較高、雙腿水平方向發(fā)力率較高有關(guān)。但由于使用單撐式時(shí)雙腿蹬伸作用力時(shí)間短，產(chǎn)生的總水平?jīng)_量低，導(dǎo)致離地瞬時(shí)水平速度較慢。

3）無論運(yùn)動(dòng)員使用單撐式或站立式起跑，前腿產(chǎn)生水平?jīng)_量的能力對(duì)離地瞬時(shí)水平速度的快慢起更大作用，這與前腿蹬伸產(chǎn)生的水平力峰值及作用力時(shí)間相比后腿更大、更長有關(guān)。

4.2 建議

1）運(yùn)動(dòng)員在選用站立式起跑時(shí)，為了獲得更快的離地瞬時(shí)水平速度，可以將預(yù)備姿勢(shì)時(shí)的重心進(jìn)一步后移，增加重心水平位移距離，進(jìn)而增加蹬伸力的作用時(shí)間，使水平方向總沖量增大。

2）運(yùn)動(dòng)員使用單撐式或站立式起跑時(shí)，前腿蹬伸產(chǎn)生的水平力峰值更大且作用時(shí)間更長，建議運(yùn)動(dòng)員將優(yōu)勢(shì)腿作為預(yù)備姿勢(shì)的前腿。

3）單撐式起跑時(shí)，雙腿蹬伸具有更大的水平發(fā)力率，適合爆發(fā)力強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)員使用。

4）站立式起跑或許適合絕對(duì)速度快，且速度保持能力強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)員。運(yùn)動(dòng)員選用站立式起跑時(shí)具有更快的離地瞬時(shí)水平速度，或許能在較短的距離內(nèi)加速到交接棒所需的位移速度，運(yùn)動(dòng)員可更早完成交接棒，進(jìn)而增加此名接棒運(yùn)動(dòng)員的持棒跑動(dòng)距離。

5）接棒運(yùn)動(dòng)員起跑至交接棒時(shí)刻的時(shí)間包含起動(dòng)-蹬離時(shí)間和加速時(shí)間，且在一定程度上決定了預(yù)跑標(biāo)志點(diǎn)距離。單撐式起跑具有較短的起動(dòng)-蹬離時(shí)間，預(yù)跑標(biāo)志點(diǎn)距離相比站立式起跑應(yīng)適當(dāng)縮短，但仍要根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際加速能力進(jìn)行調(diào)整。