康紅哲，杜 鵬，賈為宗

?

優(yōu)秀男子跳遠(yuǎn)運動員起跳技術(shù)的運動學(xué)研究——以全國田徑錦標(biāo)賽石家莊站為例

康紅哲1，杜 鵬2，賈為宗1

(1. 河北師范大學(xué)體育學(xué)院，河北石家莊 050024；2. 衡水學(xué)院體育學(xué)院，河北衡水 053000)

在完成整個跳遠(yuǎn)的過程中，起跳技術(shù)是銜接助跑與騰空的中心環(huán)節(jié)，也是運動員創(chuàng)造優(yōu)異運動成績的必要保障．通過兩臺JVC9800高速攝相機和Ariel圖像解析系統(tǒng)對8名優(yōu)秀男子跳遠(yuǎn)運動員進行運動學(xué)分析．結(jié)果表明：現(xiàn)階段我國優(yōu)秀男子跳遠(yuǎn)運動員著地角、扇面角和蹬地角都與國外運動員具有顯著性的差異；緩沖時間過長，起跳瞬間身體重心投影點較遠(yuǎn)，是影響快速支撐蹬伸起跳的因素，增強起跳腿的力量有助于提高跳遠(yuǎn)的成績；起跳瞬間踝關(guān)節(jié)角和膝關(guān)節(jié)角較小，髖關(guān)節(jié)角度與世界優(yōu)秀運動員較為接近；騰起水平速度高于國外選手，但是騰起的垂直速度比國外運動員低．

男子跳遠(yuǎn)；起跳技術(shù)；運動學(xué)；田徑錦標(biāo)賽

跳遠(yuǎn)運動是田徑運動正式比賽項目中發(fā)展最早的項目之一．跳遠(yuǎn)是人體通過快速的助跑和積極的起跳，采用合理的姿勢和動作，使身體騰越水平距離的運動項目[1]．長期以來，體育科研人員對跳遠(yuǎn)的技術(shù)進行了大量研究，美國著名的短跑、跳遠(yuǎn)生物力學(xué)專家James G Hay對當(dāng)前美國跳遠(yuǎn)生物力的分析得出這樣的結(jié)論：“雖然起跳是跳遠(yuǎn)中一個中心環(huán)節(jié)，但研究者還是沒有把足夠的注意力集中在起跳中所運用的技術(shù)上，未來10年這個領(lǐng)域可能有重大的進展．后20年的時間里跳遠(yuǎn)生物力學(xué)研究的重點將向著起跳技術(shù)轉(zhuǎn)移[2]．”起跳技術(shù)在完整的跳遠(yuǎn)技術(shù)當(dāng)中有著相互銜接、承上啟下的重要作用，起跳效果的好壞直接影響著跳遠(yuǎn)運動員的成績．

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本實驗選取在石家莊站舉行的全國田徑錦標(biāo)賽男子跳遠(yuǎn)比賽中成績前8名的運動員為研究對象．研究對象平均身高182.13 cm，平均體重73.38 kg，平均成績7.80 m．選取運動員成績最好的一次試跳時的攝像資料．在所有被研究的對象中有國際級健將1名，國家級健將2名，國家一級運動員5名．運動員的具體情況見表1．

表1 研究對象基本情況

1.2 實驗儀器

實驗采用兩臺JVC9800高速攝相機，Ariel圖像解析系統(tǒng)，PEAK三維立體坐標(biāo)輻射框架，比例尺，SPSS18.0統(tǒng)計軟件．

1.3 研究方法

1.3.1 文獻資料法

通過CNKI、SCI等數(shù)據(jù)庫和搜索引擎搜索國內(nèi)外關(guān)于跳遠(yuǎn)運動及其起跳技術(shù)的文獻，并收集世界優(yōu)秀男子跳遠(yuǎn)運動員起跳技術(shù)運動學(xué)相關(guān)參數(shù)，以與其比較．

1.3.2 測量法

高速攝影法：使用2臺JVC9800 高速攝影機進行正面和側(cè)面平面定點拍攝，1號攝影機與踏板中線相距13 m，2號攝影機距起跳板15 m．1號機與2號機主光軸夾角約為90°，拍攝頻率校正后為50 fps．

圖像解析法：對拍攝錄像利用會聲會影軟件和圖像采集卡進行剪輯，并采用Ariel圖像解析系統(tǒng)進行起跳動作的三維分析．

數(shù)理統(tǒng)計法：使用SPSS18.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行輸入和統(tǒng)計處理[3]，得出起跳階段相關(guān)數(shù)據(jù)的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差，并對其進行T檢驗．

2 研究結(jié)果與分析

2.1 起跳技術(shù)關(guān)鍵角度參數(shù)的運動學(xué)分析

跳遠(yuǎn)起跳動作是銜接助跑與騰空的橋梁，是動能向勢能和動能并存轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵，胡曉進、禹曉明等一致認(rèn)為起跳技術(shù)是跳遠(yuǎn)技術(shù)中最為關(guān)鍵的一環(huán)[4-5]．其起跳技術(shù)關(guān)鍵角度情況參見表2．

表2 國內(nèi)外兩組優(yōu)秀男子跳遠(yuǎn)運動員起跳技術(shù)關(guān)鍵角度情況比較

注：< 0.01說明兩組數(shù)據(jù)存在非常顯著性差異．

2.1.1 起跳著地角的運動學(xué)分析

著地角是指起跳腳在踏上起跳板的一瞬間，人體支撐點和身體重心的連線與水平方向之間所構(gòu)成的矢量夾角，著地角的數(shù)值反映了運動員著地起跳瞬間的起跳腿屈伸狀況和身體重心位置的高低．研究對象著地角最大為65.24°，最小為57.29°，平均值為60.85°，與國外選手平均值66.33°[6]進行比較，通過T檢驗的方法得知有非常顯著性差異(< 0.01)．說明我國跳遠(yuǎn)運動員著地角普遍偏小，這可能與我國運動員的腿部支撐力量偏弱，克托萊指數(shù)偏小有關(guān)．著地角偏小使得踏板的反作用力的水平分力即阻力變大而垂直向上的分力變小，導(dǎo)致制動力的增大和其它作用時間延長，增加了運動員水平速度的損失量．這是影響我國跳遠(yuǎn)運動員成績的重要因素之一．

2.1.2 起跳蹬伸角的運動學(xué)分析

蹬伸角是起跳腳離開踏板瞬間身體重心與腳趾的連線和正前方水平地面的夾角，它能夠很好地反映出運動員對起跳蹬伸時機的把握程度、起跳用力的方向．研究對象中蹬伸角最大為72.43°，最小69.25°，平均值為70.20°，本次比賽所有運動員的蹬伸角差別并不是很大，從數(shù)值上與國外選手蹬伸角(74.10°)比較卻存在差距，經(jīng)T檢驗，結(jié)果存在著十分顯著性的差異(< 0.01)．有研究表明：蹬伸角適當(dāng)?shù)卦龃?，緩沖時間就會縮短，蹬伸的方向會偏向垂直方向，能夠最大限度地增加起跳時的垂直初速度，獲得較大的騰起角度；而較小的蹬伸角則會使起跳瞬間身體重心投影點靠前，并且易降低身體重心，不利于獲得較理想的重心騰起角度[7]．起跳騰起角度偏小也是影響我國運動員跳遠(yuǎn)成績的又一重要因素，原因可能是由于當(dāng)前我國跳遠(yuǎn)運動員對于起跳時機的把握尚存在問題，運動員的起跳腿力量弱，無法良好地完成垂直方向的蹬伸．

2.1.3 起跳扇面角的運動學(xué)分析

扇面角是運動員在起跳階段時起跳腿著地瞬間到完成蹬地瞬間身體位移所通過的一個扇面角度，它是著地角與蹬地角兩者相加所形成的補角．有研究認(rèn)為我國跳遠(yuǎn)運動員的扇面角過大主要原因是腿部肌肉的力量較國外運動員偏小，而且在起跳時間方面也比國外優(yōu)秀運動員所用時間長[8]．起跳扇面角度越大，則起跳過程中身體重心的水平運動位移的距離就會越大，位移時間就會增長，垂直速度就會隨之減小[9]．研究對象起跳扇面角最大為54.44°，最小為42.33°，平均值為49.20°，而國外運動員的起跳扇面角平均值僅為39.57°．我國運動員在起跳時的扇面角遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國外運動員，通過T檢驗，結(jié)果存在非常顯著性差異(< 0.01)．大的扇面角會使緩沖和蹬伸階段的時間增長，不利于保持較高的水平速度和增加垂直速度，影響運動員取得較好的成績．因此，若想縮短緩沖支撐和蹬伸時間，快速有力地起跳，就必須要適當(dāng)?shù)販p小起跳扇面角．因此, 在訓(xùn)練中加強適應(yīng)緩沖動作需要的離心收縮的能力，就要加強運動員起跳腿伸肌的離心收縮能力和提高從離心收縮到向心收縮的轉(zhuǎn)化能力的訓(xùn)練[10]．

2.2 起跳踏板瞬間起跳腿關(guān)節(jié)角的運動學(xué)分析

跳遠(yuǎn)的踏板動作是從助跑最后1步開始的[11]．踏板瞬間合理的身體關(guān)節(jié)角度是起跳技術(shù)的良好開端．起跳著地瞬間各關(guān)節(jié)角度是起跳腿做退讓工作的開始角度．而在起跳腿3個關(guān)節(jié)中，此時踝關(guān)節(jié)的彎曲角度是最大的[12]．其起跳踏板瞬間起跳腿關(guān)節(jié)角度情況參見表3．

表3 研究中優(yōu)秀男子跳遠(yuǎn)運動員起跳踏板瞬間起跳腿關(guān)節(jié)角度情況 °

在著板瞬間8名運動員踝關(guān)節(jié)角、膝關(guān)節(jié)角、髖關(guān)節(jié)角最大分別為124.19°、166.43°、163.85°，最小為111.05°、155.77°、151.64°，平均為118.83°、159.61°、159.77°．著板瞬間踝關(guān)節(jié)角度相對較大的運動員成績較好，而踝關(guān)節(jié)角度小的則成績較差，其原因可能是：踝關(guān)節(jié)力量相對較弱；沒有掌握打擊式積極下壓扒地技術(shù)．著板瞬間膝關(guān)節(jié)承受地面所給的巨大反作用力而應(yīng)激彎曲，膝關(guān)節(jié)彎曲較大，緩沖時間增長，使蹬伸階段開始得較晚，不利于運動員充分地蹬伸，是影響起跳效果的原因之一．我國運動員普遍在起跳瞬間膝關(guān)節(jié)角較小的原因可能為：運動員在著地上板時身體重心滯后；起跳腿肌肉力量不足，支撐能力差，無法承受地面的反作用力．髖關(guān)節(jié)是人體連接上下體的紐帶，起跳腿著板瞬間髖關(guān)節(jié)的快速跟上對創(chuàng)造良好的起跳效果產(chǎn)生有利的作用．該8名運動員起跳瞬間髖關(guān)節(jié)角基本與世界優(yōu)秀運動員保持同一水平．鎖住的髖關(guān)節(jié)不利于保持較高的水平速度和縮短起跳時間，不利于獲得更大的垂直速度[13]．

2.3 起跳緩沖過程中起跳腿關(guān)節(jié)角的運動學(xué)分析

在快速助跑起跳的一瞬間，身體與地面接觸會產(chǎn)生相當(dāng)大的沖擊力，積極的緩沖是非常必要的，起跳腿的髖、膝、踝關(guān)節(jié)以及脊柱產(chǎn)生一定彎曲，可以使起跳腿伸肌群做退讓性收縮，提高了肌肉與肌腱的彈性勢能，大大增加了肌肉的收縮力．良好的緩沖能及早進入蹬伸階段，能夠使運動員獲得較大的垂直速度，對運動員的起跳起到一定的積極作用．緩沖能力差也是造成我國運動員成績不理想的重要因素之一．其起跳緩沖過程中起跳腿各關(guān)節(jié)角度情況參見表4．

表4 研究中優(yōu)秀男子跳遠(yuǎn)運動員起跳最大緩沖起跳腿關(guān)節(jié)角度情況

注：< 0.05說明兩組數(shù)據(jù)存在顯著性差異；> 0.05說明兩組數(shù)據(jù)不存在顯著性差異．

研究對象起跳緩沖階段最大緩沖時踝關(guān)節(jié)角度、膝關(guān)節(jié)角度、髖關(guān)節(jié)角度最大分別為105.25°、146.86°、170.57°，最小為96.37°、134.58°、154.27°，總體平均值為102.22°、141.43°、160.12°．據(jù)研究，國外優(yōu)秀運動員緩沖階段最大膝關(guān)節(jié)角度平均值為144.9°[14]，最大髖關(guān)節(jié)角度為159.6°，髖關(guān)節(jié)角沒有顯著的差異(> 0.05)．這說明髖關(guān)節(jié)角度較大，在踏跳過程中髖關(guān)節(jié)應(yīng)保持緊髖狀態(tài)，合理利用適當(dāng)?shù)那?、屈踝進行緩沖．踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)的支撐力量不足，腳扒地不積極，重心在起跳過程中有明顯的上下起伏．在起跳過程中過大的緩沖不利于運動員的快速起跳蹬伸．

2.4 起跳離地瞬間起跳腿關(guān)節(jié)角的運動學(xué)分析

起跳過程中起跳離地瞬間是由起跳著地瞬間到起跳緩沖階段至起跳騰空技術(shù)的過度，起跳離地瞬間起跳腿的關(guān)節(jié)角度能夠反映出是否與緩沖階段有良好的銜接和過度，同時又能夠反映出起跳蹬伸效果的好壞．起跳過程中起跳離地瞬間起跳腿關(guān)節(jié)角度情況參見表5．

表5 研究中優(yōu)秀男子跳遠(yuǎn)運動員起跳離地瞬間起跳腿關(guān)節(jié)角度情況 °

研究對象離地瞬間踝關(guān)節(jié)角度、膝關(guān)節(jié)角度、髖關(guān)節(jié)角度最大分別為132.86°、170.45°、188.57°，最小為126.21°、159.38°、182.01°，平均值為129.86°、164.68°、185.30°．離地瞬間踝關(guān)節(jié)角度較小，說明起跳蹬伸不充分，緩沖階段所儲備的能量得不到很好的釋放，影響運動員獲得較大的垂直速度，其主要原因是踝關(guān)節(jié)力量及柔韌性較差．起跳離地瞬間膝關(guān)節(jié)角度偏小，其主要原因是緩沖階段時膝關(guān)節(jié)角度過小，進入蹬伸階段不能很好地充分蹬伸，使膝關(guān)節(jié)周圍的肌肉群不能良好地發(fā)揮作用．離地瞬間髖關(guān)節(jié)角度過小，不利于蹬伸動作的充分發(fā)揮，降低起跳離地瞬間身體的爆發(fā)力，影響起跳時的運動幅度．我國運動員應(yīng)增強髖關(guān)節(jié)靈活性及其肌群的力量練習(xí)，盡可能增大離地瞬間髖關(guān)節(jié)角度，使運動員的起跳效果達(dá)到最佳化．

2.5 起跳階段速度的分析

決定跳遠(yuǎn)運動成績的主要因素是運動員起跳時的騰起初速度，而騰起初速度則取決于騰起時的水平速度和垂直速度．研究表明最適宜的騰起角度為25°左右，其跳遠(yuǎn)的成績也就越好[15]．其起跳階段騰起時的水平速度和垂直速度的情況見表6．

表6 研究中優(yōu)秀男子跳遠(yuǎn)運動員起跳騰起時的水平速度和垂直速度情況

注：< 0.01說明兩組數(shù)據(jù)存在非常顯著性差異；< 0.05說明兩組數(shù)據(jù)存在顯著性差異．

研究對象中在起跳瞬間騰起水平速度最大為9.61 m/s，起最小為9.04 m/s，平均值為9.27 m/s，比世界優(yōu)秀運動員的平均值高0.21 m/s，經(jīng)過T檢驗，結(jié)果存在非常顯著性的差異(< 0.01)．研究對象中騰起垂直速度最大的為3.24 m/s，最小為2.98 m/s，與世界優(yōu)秀運動員的平均值相比小了0.39 m/s，經(jīng)過T檢驗，結(jié)果存在顯著性差異．在跳遠(yuǎn)起跳階段適當(dāng)水平速度的損失是為獲得更大的垂直速度，還有利于運動員對身體的控制．其原因可能是：運動員絕對速度能力較差，轉(zhuǎn)換后影響整體拋射遠(yuǎn)度；運動員起跳腿力量弱，不能夠很好地在起跳前控制身體的起伏，進入蹬伸階段蹬伸不充分；還未掌握起跳過程中水平速度損失來換取較大的垂直分速度和騰起角的起跳技術(shù)．在提高絕對速度能力的基礎(chǔ)上，適度利用速度損失獲得垂直速度，但過度注重以損失水平速度來提高跳遠(yuǎn)成績是不可取的[16]．

3 結(jié)論

1) 現(xiàn)階段我國優(yōu)秀男子跳遠(yuǎn)運動員著地角、扇面角和蹬地角都與國外運動員具有顯著性的差異．

2) 緩沖時間過長，起跳瞬間身體重心投影點較遠(yuǎn)，是影響快速支撐蹬伸起跳的因素，增強起跳腿的力量有助于提高跳遠(yuǎn)的成績．

3) 起跳瞬間踝關(guān)節(jié)角和膝關(guān)節(jié)角較小，髖關(guān)節(jié)角度與世界優(yōu)秀運動員較為接近．

4) 騰起水平速度略高于國外選手，但是騰起的垂直速度比國外運動員低．

4 建議

建議運動員在專項訓(xùn)練過程中，對下肢力量、柔韌性和靈活性及增加展收力量練習(xí)保證踏跳的穩(wěn)定進行．運動員訓(xùn)練中應(yīng)注意適當(dāng)加大起跳著地角和蹬地角，減小起跳扇面角有利于提高跳遠(yuǎn)的成績．增大起跳階段踝、膝、髖關(guān)節(jié)角，提高緩沖階段速度，快速進入蹬伸階段，使支撐和蹬伸相對充分．在注重水平速度的同時垂直速度也不容忽視，二者同樣重要，在提高絕對速度能力的基礎(chǔ)上，適度利用速度損失獲得垂直速度，科學(xué)合理地掌握起跳技術(shù)．

[1] 文超.田徑運動高級教程[M].北京:人民體育出版社,2003:14-23.

[2] Hay J H. Approach strategies in the long jump [J]. International Journal of Sport Biomechanics, 2001(3): 114-129.

[3] 何于琦.微型計算機統(tǒng)計分析軟件包SPSS /PC+[M].北京:航空工業(yè)出版社,1992:132-137.

[4] 胡曉進.中國男子優(yōu)秀跳遠(yuǎn)運動員起跳技術(shù)診斷[J].沈陽體育學(xué)院學(xué)報,1990,31(1):28-32.

[5] 禹小明.跳遠(yuǎn)起跳效果評價指標(biāo)的分析[J].上海體育學(xué)院學(xué)報,1999(2):66-69.

[6] 陸瑞當(dāng),謝偉.中外優(yōu)秀男子跳遠(yuǎn)運動員起跳技術(shù)參數(shù)的研究[J].體育科技,2001,22(3):14-17.

[7] 馮曉勁.從起跳環(huán)節(jié)看國內(nèi)外選手跳遠(yuǎn)水平的差距[J].上海體育學(xué)院學(xué)報,1999(12):60-62.

[8] 馬俊明,周巧玲,朱詠賢.中國男子跳遠(yuǎn)運動員起跳不同時相的運動學(xué)參數(shù)[J].中國臨床康復(fù),2003(18):2632-2633.

[9] 朱水敏,張吾龍.對我國男子跳遠(yuǎn)助跑起跳技術(shù)有效途徑的探討[J].北京體育師范學(xué)院學(xué)報,1997,9(4):53-56.

[10] 張榮魁.張煒.駱學(xué)鋒.跳遠(yuǎn)起跳時若干角度參數(shù)的研究[J].哈爾濱體育學(xué)院學(xué)報,2002(4):110-112.

[11] 袁作生,南仲喜.現(xiàn)代田徑運動科學(xué)訓(xùn)練法[M].北京:人民體育出版社,1997:291-312.

[12] 馬西奎.跳遠(yuǎn)起跳過程中踝關(guān)節(jié)肌群的工作特征初探[J].連云港師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報,2004(9):97-99.

[13] 丘巴.跳遠(yuǎn)的踏跳原理[J].北京體育學(xué)院學(xué)報,1980(3):18-21.

[14] 楊小堅.國內(nèi)外優(yōu)秀男子跳遠(yuǎn)運動員跳遠(yuǎn)技術(shù)特征的比較研究[J].安徽體育科技,2003(6):6-7.

[15] Bob Mackonzie. A Simple Way For Long Jumpers To Achieve Greater Height In The Takeoff [J]. TRACK COACH, 2004(2): 5329-5335.

[16] 馮樹勇,宮本莊.跳遠(yuǎn)運動員需要的速度[J].田徑,1995(3):25-27.

A Study of Kinematics on Take-off Technique of Chinese Elite Long Jump Athelites——Taking National Track and Field Championships in Shijiazhuang Station as an Example

KANG Hong-zhe1, DU Peng2, JIA Wei-zong1

(1. College of Physical Education, Hebei Normal University, Shijiazhuang, Hebei 050024, China;2. College of Physical Education, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China)

In the whole course of completing long jump, take-off technique is not only the central part of linking run-up and jump, but also the guarantee of elite athletes achieving outstanding performances. This study makes an analysis of kinematics of eight elite male long jump athletes through two JVC9800 high-speed cameras and Ariel image analytic system. Results show that the elite male long jump athletes in our country have significant differences inlanding angle, sector angle and leg thrust angle from foreign athletes; Long buffer time and far-distanced gravity projection point of the body at take-off moment are the factors that influence the rapid support stretching in takeoff; Enhancing the power of the take-off leg can help improve the long jump performance; At the take-off moment, the angles of ankle joint and knee joint are small and the angle of hip joint is similar to that of the world elite athletes; The horizontal lifting velocity is higher than that of the foreign athelites, but the vertical lifting velocity is lower than theirs.

men’s long jump; take-off techniques; kinematics; track and field championships

(責(zé)任編校：衛(wèi)立冬 英文校對：吳秀蘭)

10.3969/j.issn.1673-2065.2015.01.016

G823.3

A

1673-2065(2015)01-0054-05

2014-07-11

河北師范大學(xué)自然科學(xué)基金項目(L2009Q13)

康紅哲(1977-)，男，河北石家莊人，河北師范大學(xué)體育學(xué)院講師，教育學(xué)碩士；

杜 鵬(1970-)，男，河北景縣人，衡水學(xué)院體育學(xué)院副教授．