我國跳高運動員黃海強(qiáng)起跳＊階段擺動技術(shù)運動學(xué)分析

徐國能, 陶 鈞

(1.浙江師范大學(xué)體育與健康科學(xué)學(xué)院,浙江金華 321004;2.瀝海鎮(zhèn)中學(xué),浙江上虞 312300)

對于背越式跳高來說,起跳階段擺動腿技術(shù)的研究是不可忽視的環(huán)節(jié).擺動腿在起跳腿著地瞬間及整個起跳過程中,為充分利用助跑速度、騰起角度以及維持整個身體平衡都起著非常重要的作用.本研究運用 Simimotion運動解析系統(tǒng),對我國優(yōu)秀男子跳高運動員黃海強(qiáng)起跳階段擺動腿技術(shù)的運動學(xué)進(jìn)行分析,并與我國優(yōu)秀選手朱建華、國外優(yōu)秀選手進(jìn)行橫向比較.

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

研究對象:我國男子優(yōu)秀跳高運動員黃海強(qiáng) (1982年 2月出生,身高 190 cm,體質(zhì)量 75 kg,右腳起跳),2006年石家莊錦標(biāo)賽;2007年 5月訓(xùn)練;2007年 8月石家莊比賽.

1.2 研究方法 (攝像測量法)

采用 2臺索尼數(shù)碼攝像機(jī),放置位置如圖 1所示,定點拍攝運動員助跑及起跳過程 (黃海強(qiáng)起跳腳為右腳).對石家莊的 2次比賽和 1次蕭山基地的訓(xùn)練進(jìn)行了拍攝.攝像機(jī)拍攝頻率為 25 Hz,快門速度1/300 s,主光軸高 120 cm,首先拍攝 24點三維標(biāo)定框架 (見圖 2),拍攝跳高動作時采用燈光作為外同步信號.對兩機(jī)捕獲的視頻在會聲會影 10.0中進(jìn)行剪輯和編輯,使得兩機(jī)獲得的視頻片段同步并轉(zhuǎn)換為AV I格式的壓縮文件,采用德國 Si mimotion運動分析軟件進(jìn)行分析,在圖像解析時把每一幀拆為 2場,使得解析時圖像的采樣頻率達(dá)到 50 Hz,人體質(zhì)心計算采用 Gubitz人體模型數(shù)據(jù)庫[1].

圖 1 攝像機(jī)機(jī)位

圖 2 三維標(biāo)定儀位置

2 結(jié)果與分析

在跳高起跳過程中,擺動腿和雙臂的擺動可以增強(qiáng)人體對地面的垂直作用力,在起跳開始瞬間,擺動腿和雙臂一般是向前向下運動的,這樣可以減輕地面對人體的沖擊力.當(dāng)擺動腿和雙臂向上運動時,必然對身體產(chǎn)生反作用力,并通過起跳腿的肌肉用力作用于地面,加大了起跳腿的負(fù)荷,增加了人體對地面的垂直作用力.美國專家研究認(rèn)為[2]:背越式跳高的起跳中,對地面的作用力擺動腿占 20%,擺臂占 60%,起跳腿只占 20%;也有學(xué)者認(rèn)為[3]:擺動對起跳效果的作用可達(dá) 65%～70%.當(dāng)起跳即將結(jié)束時,擺動腿和雙臂快速制動,其產(chǎn)生的慣性力是向上的,對起跳腿起到了減壓的效果,減小了起跳腿的負(fù)擔(dān),加速了關(guān)節(jié)的快速伸展.

2.1 起跳過程中擺動腿 (左腿)的膝關(guān)節(jié)角度

擺動腿的擺動技術(shù)客觀上存在著 2種不同的方式,即折疊式擺腿方式和屈腿式擺腿方式.折疊型擺腿在助跑最后一步擺動腿蹬離地面瞬間,擺動腿蹬得較直,膝關(guān)節(jié)角度變化的趨勢是大→小→大,大、小腿在膝關(guān)節(jié)最小角度時形成所謂的“折疊”.屈腿型擺腿在助跑最后一步擺動腿離地瞬間,擺動腿蹬伸的程度不如折疊型,在整個起跳過程中,膝關(guān)節(jié)角度變化幅度較折疊型小,膝關(guān)節(jié)角度的變化是評定擺動效果的重要指標(biāo)[4].黃海強(qiáng)起跳過程中各個瞬間擺動腿(左腿)膝關(guān)節(jié)的角度見表 1.

表 1 黃海強(qiáng)起跳過程中擺動腿 (左腿)膝關(guān)節(jié)角度 (°)

從表 1可以看出:黃海強(qiáng)擺動腿左膝關(guān)節(jié)角度變化的趨勢,擺動腿離地瞬間呈較大值,在起跳腿著地瞬間呈減小趨勢,一直到起跳腿最大緩沖瞬間為止,變化幅度明顯,起跳腿 (右腿)離地瞬間擺動腿(左腿)膝關(guān)節(jié)角度平均值為 (73.39±7.46)°,最大值為 81.46°,最小值為 62.07°,說明黃海強(qiáng)采用的是折疊式擺腿方式.從運動生物力學(xué)原理分析,折疊式擺腿方式可以縮短擺動半徑,使膝的移動和腿的前擺比屈腿式擺動方式更加快速.

2.2 起跳過程中兩大腿夾角

擺動幅度影響擺動效果和起跳效果,在起跳緩沖階段可以減輕運動員支持腿的承受負(fù)荷,在蹬伸階段又在一定程度上提高起跳離地瞬間的垂直速度,擺動腿的擺動高度可以影響重心的高度 H1[5].優(yōu)秀男子運動員如索托馬約爾、朱建華在起跳離地瞬間,擺動腿明顯超過水平面,并且持續(xù)到開始做桿上背弓動作.表 2為黃海強(qiáng)起跳過程中兩大腿的夾角情況,由表 2可知,黃海強(qiáng)擺動腿離地瞬間兩大腿夾角的平均值為 (96.60±3.83)°,比國內(nèi)其他選手要高.說明黃海強(qiáng)最后一步步長比例較國內(nèi)其他選手高,成功與失敗試跳沒有明顯差異 (而國內(nèi)選手變化幅度大),也說明國內(nèi)其他選手在騰空階段擺動腿積極、幅度大,而黃海強(qiáng)在緩沖階段兩大腿夾角變化幅度發(fā)生明顯變化.對成功與失敗試跳進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),在緩沖階段,失敗試跳兩大腿夾角變化幅度較成功試跳小,并且兩個特征點也存在較大差異.

表 2 黃海強(qiáng)起跳過程中兩大腿夾角一覽表 (°)

擺動腿的擺動高度影響離地瞬間身體重心的高度,離地瞬間兩大腿夾角為 (101.20±2.12)°(朱建華離地瞬間兩大腿夾角為 100°),擺動腿與水平面的夾角平均值為 0.82°,這個數(shù)字在離地后也有增大的趨勢,說明黃海強(qiáng)擺動腿大腿擺至水平面以上,擺動腿擺動幅度效果比較好.

2.3 擺動腿角速度、雙臂垂直速度運動學(xué)

在起跳過程中,擺動腿的大幅度快速擺動對提高起跳瞬間重心的高度及減小著地時的沖擊力,加快身體重心前移和起跳腿的快速蹬伸有非常重要的作用.著名跳高運動員朱建華起跳離地瞬間擺動腿最大擺動角速度達(dá) 1 500 rad/s.兩臂擺動對跳高起著積極作用,對國內(nèi)外優(yōu)秀跳高運動員的擺臂姿勢分析發(fā)現(xiàn),擺臂動作因習(xí)慣而定,擺臂可以產(chǎn)生一個向上的力,身體產(chǎn)生向下的作用力,這個力傳給地面,地面就會對你產(chǎn)生向上的反作用力,起跳后身體產(chǎn)生的力和運動軌跡基本確定了.因此,擺臂動作在身體離地前有作用.黃海強(qiáng)各時相擺動腿角速度、最大角速度情況見表 3.

表 3 黃海強(qiáng)各時相擺動腿角速度、最大角速度一覽表 rad/s

擺動腿在蹬伸階段可以加大運動員對地面的垂直作用力,一般來說,擺動腿角速度越大,擺動腿對地面的垂直作用力也就越大.閆之樸研究認(rèn)為[6],擺動腿角速度與擺動腿的水平角相關(guān)系數(shù)為 0.715,在 0.05水平上呈顯著性相關(guān),表明擺動腿角速度越大,擺動腿擺動的幅度和高度就越大,因此,加大擺動腿的擺動角速度能提高起跳結(jié)束瞬間擺動腿擺動的高度,從而有利于提高起跳結(jié)束瞬間身體重心的高度 H1.由表 3可以看出,黃海強(qiáng)最大角速度值為 1 043.20 rad/s,與朱建華的 1 500 rad/s相比還相差很大,失敗試跳的最大角速度也顯示比成功試跳的小.從各時相瞬間角速度分析發(fā)現(xiàn),失敗試跳最大緩沖瞬間角速度值比成功試跳小,而起跳腿離地瞬間角速度值比成功試跳大.生物力學(xué)原理認(rèn)為,離地瞬間擺動腿的擺動角速度越大越好,通過提高擺動腿角速度可以減少起跳時間,加大擺動腿高度,也可以增加垂直作用力.

圖 3 雙臂、擺動腿、重心垂直速度曲線圖

雙臂的擺動對跳高有著積極的影響,當(dāng)雙臂向上加速擺動時,作用力的方向是向下的,這種力會通過起跳腿傳到地面,加大了人體對地面的垂直作用力,地面給予人體的反作用力能夠提高運動員騰起瞬間的垂直速度,因此可以用手臂向上的垂直速度來評定手臂的擺動效果.通過視頻和圖 3可知:黃海強(qiáng)兩臂擺動最大垂直速度有顯著性差異,并且最大速度出現(xiàn)時刻也存在差異,在起跳階段雙臂擺動在離地瞬間存在明顯的先后,導(dǎo)致兩臂最大速度出現(xiàn)的時刻存在間隔.雙臂擺動垂直速度增加幅度在蹬伸階段比擺動腿和質(zhì)心垂直速度大,最大速度出現(xiàn)時刻也明顯早于擺動腿與質(zhì)心最大垂直速度的出現(xiàn)時刻.說明黃海強(qiáng)兩臂擺動存在不同技術(shù),導(dǎo)致兩臂與擺動腿的擺動最大速度出現(xiàn)的時間存在間隔,這樣不利于離地瞬間垂直速度的提高,影響起跳效果.

3 結(jié) 論

(1)黃海強(qiáng)起跳腿離地瞬間擺動腿 (左腿)膝關(guān)節(jié)角度平均值為 (73.39±7.46)°,最大值為81.46°,最小值為 62.07°,說明黃海強(qiáng)采用的是折疊式擺腿方式,效果比較好.

(2)黃海強(qiáng)擺動腿 (左腿)最大角速度值與朱建華相差比較大;失敗試跳的最大角速度顯示比成功試跳要小.因此,提高黃海強(qiáng)擺動腿的擺動速度有利于其起跳腿的瞪伸能力.

(3)黃海強(qiáng)具有比較大的發(fā)展?jié)摿?要加強(qiáng)力量練習(xí),加強(qiáng)小肌肉群訓(xùn)練,防止傷病的發(fā)生.

[1]毛旭江.我國女子優(yōu)秀跳高運動員顧碧威、沈勤莉起跳技術(shù)的生物力學(xué)研究[D].金華:浙江師范大學(xué)體育與健康科學(xué)學(xué)院,2006.

[2]賈薩斯,戴佩納.背越式跳高的生物力學(xué)分析[J].王學(xué)峰,譯.山東體育科技,1989,11(1):51-54.

[3]邰崇禧,程麗平.江蘇青少年男子背越式跳高運動員起跳擺動技術(shù)的運動學(xué)分析[J].北京體育大學(xué)學(xué)報,2006,29(1):144-145.

[4]呂乙林.對 2006年全國田徑大獎賽中黃海強(qiáng)越過 2.28 m的技術(shù)分析[J].廣州體育學(xué)院學(xué)報,2006,26(5):46-48.

[5]全國體育學(xué)院教材委員會.田徑運動高級教程[M].北京:人民體育出版社,1994:401.

[6]閆之樸.跳高運動員尹學(xué)利起跳技術(shù)的三維運動學(xué)分析[J].山東體育科技,2003,25(1):12-15.