優(yōu)秀男子跳水運(yùn)動(dòng)員走板節(jié)奏的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

劉衛(wèi)國(guó)　陳曉光　劉　卉　劉學(xué)貞

（1.廣西師范大學(xué)體育學(xué)院，廣西 桂林 541004；2.河南師范大學(xué)體育學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453007；3.北京體育大學(xué)，北京 100084）

摘 要：以國(guó)家隊(duì)10名優(yōu)秀男子跳板跳水運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，對(duì)其同一動(dòng)作103b的助跑進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，結(jié)果表明：助跑加速主要集中在有騰空的跨步，而每步加速又都是集中于雙支撐階段；助跑制動(dòng)是通過跨跳步的“剛化”動(dòng)作在等待和蹬伸階段實(shí)現(xiàn)的；提高助跑速度常常以加大步長(zhǎng)為主要手段；我國(guó)優(yōu)秀男子跳板跳水運(yùn)動(dòng)員都采用短跨跳的長(zhǎng)距助跑。

關(guān)鍵詞：跳板跳水；運(yùn)動(dòng)學(xué)分析；步伐結(jié)構(gòu)；走板節(jié)奏

中圖分類號(hào)：G804.63文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-3612(2008)12-1655-03

A Kinematic Analysis on Approach Rhythm of Elite Man Springboard Divers

LIU Wei瞘uo1， CHEN Xiao瞘uang2， LIU Hui3， LIU Xue瞶hen3

(1. Sports College, Guangxi Normal University, Guilin 541004, Guangxi China; 2.Sports School, Henan Normal University,Xinxiang 453007,

Henan China; 3. Beijing Sport University, Beijing 100084, China)

Abstract:Adopting 10 elite man springboard divers from national team as research object, the paper kinetically analyzes their approach in 103B. The results show that approach acceleration mainly takes place in the stride step with elevation, while acceleration in each step does in the stage with double stretches; dynamic of approach is gained by hard stride瞛ump in waiting and stretching; that enlarging step is the main way to increase speed; that the approach, with short stride瞛ump and long distance, is adopted by those divers.

Key words: springboard diving; kinematics analysis; step structure; walk plank rhythm

助跑是跳水運(yùn)動(dòng)的開始，其完成質(zhì)量直接影響后續(xù)的起跳、空中姿勢(shì)和入水效果，由于助跑是在不穩(wěn)的彈性板上完成的，所以在助跑過程中如何控制好節(jié)奏，以保證人板的平衡和穩(wěn)定，是助跑的核心問題，也是跳板跳水訓(xùn)練實(shí)踐的一大難關(guān)。

近年來，關(guān)于跳板跳水助跑節(jié)奏的問題在各類文獻(xiàn)中已有所報(bào)道，但是，由于運(yùn)動(dòng)技術(shù)本身是在不斷發(fā)展的，所以對(duì)當(dāng)前優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的助跑節(jié)奏進(jìn)行新一輪的總結(jié)和更系統(tǒng)的研究是十分必要的。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究以國(guó)家隊(duì)奧運(yùn)陣容中10名優(yōu)秀男子跳板跳水運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象。受試者身高158～178 cm不等，體重從52～70 kg不等，其中國(guó)際健將8人，健將2人。

1.2 研究方法

1.2.1 方案設(shè)計(jì)

一方面由于跳板跳水是難美型運(yùn)動(dòng)，本實(shí)驗(yàn)的技術(shù)難點(diǎn)是對(duì)運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作完成質(zhì)量的評(píng)定和篩選。為了提高各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)的研究效度，本實(shí)驗(yàn)對(duì)所獲資料進(jìn)行篩選時(shí)，采用的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合了專家評(píng)定與動(dòng)作得分，所有文中選取的動(dòng)作都是比賽和訓(xùn)練中專家認(rèn)為助跑較好，且得分均在8分以上的動(dòng)作。另一方面，由于運(yùn)動(dòng)員完成簡(jiǎn)單動(dòng)作更有利于反映運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律，所以本研究有意識(shí)地選取簡(jiǎn)單的103b動(dòng)作來揭示其助跑的一般特征。

1.2.2 二維圖像分析

采用一臺(tái)HCRE型號(hào)的攝像機(jī)對(duì)10名運(yùn)動(dòng)員103b動(dòng)作進(jìn)行定點(diǎn)常速拍攝，機(jī)位距離走板運(yùn)動(dòng)畫面垂直距離18 m，機(jī)頭高出平衡狀態(tài)下跳板平面1.1 m，主光軸垂直于運(yùn)動(dòng)平面并指向運(yùn)動(dòng)畫面的中心。對(duì)拍攝的運(yùn)動(dòng)圖像，通過北京體育大學(xué)生物力學(xué)教研室開發(fā)研制的視訊解析系統(tǒng)進(jìn)行解析，采集頻率為50場(chǎng)/s，利用扎齊奧爾斯基人體模型，所得數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化濾波法平滑，截?cái)囝l率為10。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)

根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，利用SPSS軟件系統(tǒng)對(duì)測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)統(tǒng)計(jì)。P<0.05表示差異有顯著性，P<0.01表示差異非常有顯著性。

2 結(jié)果與分析

步伐是助跑的基本構(gòu)成單元，步伐結(jié)構(gòu)（包括步速、步頻和步長(zhǎng)三個(gè)要素）是助跑的物理表征，步速、步頻和步長(zhǎng)的變化特點(diǎn)實(shí)質(zhì)是助跑節(jié)奏的具體體現(xiàn)^[11-12]。本文以擺動(dòng)腿腳尖著板為特征畫面，兩相鄰特征畫面之間的動(dòng)作為一步。以常見的六步走板起跳為例，跳板跳水助跑包括無騰空的前三步、有騰空的第四步和具有跳躍特征的第五步。如圖1，為了研究需要，這里進(jìn)一步定義各步中人體重心剛好處于支撐點(diǎn)垂直上方的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫垂直支撐。則一個(gè)助跑步伐分為雙支撐階段（從支撐腿著板到擺動(dòng)腿離板的運(yùn)動(dòng)過程）、前支撐階段（從擺動(dòng)腿離板到垂直支撐的運(yùn)動(dòng)過程）和后支撐階段（從垂直支撐到擺動(dòng)腿著板的運(yùn)動(dòng)過程）三部分（其中第一步無雙支撐，第五步分為緩沖和蹬伸）。

2.1 步速變化

步速是步伐參數(shù)的綜合指標(biāo)，是步長(zhǎng)和步頻變化的結(jié)果，實(shí)質(zhì)就是助跑各步人體總重心的平均水平速度，通過計(jì)算步長(zhǎng)與步時(shí)的比值求得。助跑水平加速是人體重心水平運(yùn)動(dòng)的主要特點(diǎn)，其作用有二：一方面為整個(gè)人體運(yùn)動(dòng)提供能量，另一方面營(yíng)造一種和諧的較高運(yùn)動(dòng)節(jié)奏。10名運(yùn)動(dòng)員103b動(dòng)作測(cè)試結(jié)果顯示：重心水平速度總趨勢(shì)前四步不斷增大，且加速集中于第四步，而第五步大幅減小，各步差異有非常顯著性，如表1、表2；各步人體重心水平速度并不是均衡增長(zhǎng)，其水平加速主要集中在各步雙支撐階段，第四步接著雙支撐加速后還有一個(gè)明顯的后支撐加速過程，第五步重心水平速度突然大幅減小，主要集中于等待和蹬伸階段的前期，如圖1、圖2、圖3（此3圖為同一運(yùn)動(dòng)員同一動(dòng)作的相關(guān)技術(shù)參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化）。

各步間速度變化是其技術(shù)要求的結(jié)果。同其它硬性介質(zhì)上助跑跳躍運(yùn)動(dòng)一樣，跳板跳水助跑的任務(wù)之一就是創(chuàng)造水平動(dòng)量，所以助跑步速在前四步不斷增大。不同的是跳板是有彈性的軟性介質(zhì)，助跑中要求人板必須諧和運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定性成為助跑的核心問題，也正是這種不穩(wěn)的介質(zhì)限制了人體正常的水平加速，因此為了達(dá)到一個(gè)較理想的水平速度，助跑加速并不是在各步均勻分配，而集中于第四步（第四步速度增值達(dá)116 cm/s，前三步增值總和為145 cm/s）。利用第四步的騰空跨步在騰空前人體支撐腿進(jìn)行一次較前幾步更積極的蹬伸，然后在空中調(diào)節(jié)好身體平衡，這樣避免了不離板助跑積極加速后人板不穩(wěn)狀態(tài)的相互影響，有利于加速后平衡。第五步步速大幅減小正實(shí)現(xiàn)了助跑的目標(biāo)，通過制動(dòng)將人體的水平動(dòng)能轉(zhuǎn)移為跳板勢(shì)能。

每一步的加速方式都體現(xiàn)了跳板跳水的項(xiàng)目特點(diǎn)。一般在硬地上的助跑，運(yùn)動(dòng)員常采用屈腿著地，并且由前支撐過渡到垂直支撐過程中下肢做進(jìn)一步緩沖，進(jìn)入后支撐階段時(shí)，人體做積極的蹬伸動(dòng)作使觸地腳面產(chǎn)生相對(duì)支撐面向后的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，支撐面即產(chǎn)生向前支撐反作用力推動(dòng)人體向前加速，同時(shí)人體騰空離地，所以這種集中在后支撐階段的水平加速方式具有騰空高、速度大的特點(diǎn)，適宜硬性支撐面的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。而跳板是富有彈性的支撐面，隨著外力的撤除，跳板會(huì)反彈的。為了維持助跑的穩(wěn)定，人體必須隨著重心的前移持續(xù)給板以力的作用，所以支撐腿著板時(shí)不能屈，更不能在前支撐階段做緩沖動(dòng)作，當(dāng)然在人體進(jìn)入后支撐階段時(shí)，下肢就不存在伸展的空間，無法完成像硬性支撐面的蹬伸動(dòng)作。所以跳板跳水運(yùn)動(dòng)員只能在雙支撐階段（第一步開始不存在雙支撐），利用后支撐腿的踝關(guān)節(jié)積極蹬伸（隨著人體由前支撐向后支撐的過度，踝關(guān)節(jié)進(jìn)一步背屈，為其積極蹬伸提供了角位移空間）進(jìn)行水平加速。這種水平加速有三大特點(diǎn)：1) 蹬伸角度小，無騰空；2) 雙腿支撐，穩(wěn)定性好；3)

蹬伸幅度小，加速平穩(wěn)（或產(chǎn)生水平速度?。?。這三個(gè)特點(diǎn)均符合跳板跳水前三步走板的要求。而第四步跨步要求獲得一定的高度落差進(jìn)入跨跳步，同時(shí)又是制動(dòng)前產(chǎn)生水平速度的最佳時(shí)期。所以運(yùn)動(dòng)員在雙支撐加速后，由垂直支撐進(jìn)入后支撐時(shí)，支撐腿的踝關(guān)節(jié)向前上方提前做一次積極蹬伸，一方面使人體騰空，獲得一個(gè)適宜重心高度；另一方面進(jìn)一步增大重心的前移速度，完成第四步的第二次水平加速，這也從力學(xué)角度解析了助跑水平加速集中在第四步（跨步）的原因。

第五步水平制動(dòng)集中于等待和蹬伸階段是跨跳步特殊緩沖動(dòng)作決定的。從理論上講，制動(dòng)力作用于腳掌而達(dá)到人體重心減速，在運(yùn)動(dòng)員下肢和上體之間，作用力必然要進(jìn)行有效地傳遞。而跨跳步采用主動(dòng)緩沖（神經(jīng)支配下肌肉收縮成分不收縮、無張力作用），下肢各關(guān)節(jié)肌肉松弛，不利于力的傳遞。只有做等待和蹬伸動(dòng)作時(shí)，整個(gè)人體“剛化”，制動(dòng)力作用才能有效從腳掌傳到人體重心，從而有效制動(dòng)。可見，不同于一般硬性支撐面助跑的水平制動(dòng)總是伴隨緩沖動(dòng)作進(jìn)行，跳板跳水的水平速度在緩沖階段變化較小，這是跨跳步采用主動(dòng)緩沖而不是被動(dòng)緩沖的結(jié)果，是跳板跳水特有的規(guī)律。

2.2 步頻變化

步頻值是步時(shí)值的倒數(shù)，步時(shí)是通過每步經(jīng)歷的畫面幀數(shù)求得。測(cè)試結(jié)果顯示：前四步隨著走板的進(jìn)行有增大趨勢(shì)，各步之間差異無顯著性（第三步等于第四步）；但是第五步大幅減小，且差異有非常顯著性，如表1、表2。

助跑加速常常通過有兩種方式來實(shí)現(xiàn)：一是增大步幅，另一種是加快步頻。一般硬性支撐面上的助跑，由于助跑距離大、步伐多，各步間步幅差異?。ú椒螅椒鶅?chǔ)備?。圆椒鶎?duì)步速影響小，加速常常是利用提高步頻來實(shí)現(xiàn)的。但從跳板的物理性能來說，隨運(yùn)動(dòng)員助跑步伐向板端移動(dòng)，支撐腿的著力點(diǎn)距離板的支點(diǎn)越來越遠(yuǎn)，板的固有振動(dòng)頻率減小，增大步頻來提高助跑水平動(dòng)量是不利于“合板”的，所以說跳板跳水運(yùn)動(dòng)員前四步助跑的步頻差異無顯著性，正是運(yùn)動(dòng)員助跑過程“合板”的結(jié)果，也可以說跳板跳水助跑加速不以增大步頻為手段。由于第五步具有跳躍特征，它包括單腿緩沖、單腿蹬伸和蹬伸前的適當(dāng)“等待”（選擇最佳積極蹬伸時(shí)機(jī)），所以跨跳步步頻大幅減小是其技術(shù)要求的結(jié)果。

2.3 步長(zhǎng)變化

步長(zhǎng)是指各步人體重心的水平位移，通過計(jì)算各步起止運(yùn)動(dòng)畫面人體重心水平坐標(biāo)的差值求得。由于步長(zhǎng)受身高影響，本文將各步步長(zhǎng)和步長(zhǎng)身高比進(jìn)行對(duì)比分析。測(cè)試結(jié)果顯示：與步速變化一樣，二者前四步不斷增大，第五步大幅減小，并且差異均有非常顯著性（表1，表2）。

步長(zhǎng)與步速的變化趨勢(shì)一致是利用加大步長(zhǎng)而實(shí)現(xiàn)水平加速的結(jié)果。本文10名優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員助跑全程均值為378 cm，跨跳步均值只有21 cm，而李連在1980年測(cè)得優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員（李孔政，

園春等）助跑全程為330～340 cm，跨跳步步幅為50 cm左右，吳延禧1990年測(cè)高敏、譚良德助跑全程為340 cm左右，跨跳步步幅為40 cm左右^[11]?？梢?，當(dāng)今優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員（以五步助跑為例）助跑加速步步長(zhǎng)較過去有較大提高而跨跳步步長(zhǎng)大幅降低。這種短跨跳的長(zhǎng)距助跑可以增大前四步的步幅，有利于提高助跑水平速度。正如前面論述，助跑的任務(wù)之一是通過加速增大水平動(dòng)量，但又不能提高步頻，那么增大步長(zhǎng)是助跑加速的主要途徑。從身體素質(zhì)角度看，平時(shí)力量練習(xí)同時(shí)，應(yīng)該加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員下肢柔韌性的訓(xùn)練，避免跨步在伸膝條件下大幅屈髖時(shí)大腿后群肌出現(xiàn)被動(dòng)不足，以保證運(yùn)動(dòng)員的步長(zhǎng)儲(chǔ)備^[13-14]。

3 小 結(jié)

1) 整個(gè)助跑加速主要集中在有騰空的跨步，而每步加速都是利用雙支撐階段后支撐腿的踝關(guān)節(jié)蹬伸實(shí)現(xiàn)（但跨步除雙支撐加速外還有一次積極的后支撐加速）。

2) 助跑制動(dòng)與緩沖動(dòng)作分離是跳板跳水特有的技術(shù)要求，并且運(yùn)動(dòng)員都是通過跨跳步的“剛化”動(dòng)作在“等待”和蹬伸階段完成制動(dòng)。

3) 提高助跑速度常常以加大步長(zhǎng)為主要手段（提高步頻不利于“合板”）。

4) 當(dāng)前我國(guó)優(yōu)秀男子跳板跳水運(yùn)動(dòng)員都采用短跨跳的長(zhǎng)距助跑，所以運(yùn)動(dòng)員的步幅提高，尤其是跨步的步長(zhǎng)儲(chǔ)備可能是此項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵。

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