我國優(yōu)秀女子跳高運動員助跑與起跳技術(shù)的運動學(xué)分析

陳 燁

1 研究對象

本研究以第11屆全國運動會田徑比賽女子跳高決賽前八名運動員為研究樣本，以運動員的助跑技術(shù)、助跑與起跳銜接技術(shù)和起跳技術(shù)為研究對象。本屆運動員的最好成績?yōu)?.95m，最差成績1.80m，平均成績?yōu)?.85m，她們基本代表了我國現(xiàn)階段最優(yōu)秀的女子跳高水平，基本情況見表1。

表1 第11屆全運會女子跳高運動員基本情況

2 研究方法

2.1 文獻(xiàn)資料法

通過互聯(lián)網(wǎng)、CNKI資料文庫，收集與查閱了國內(nèi)外有關(guān)跳高運動員助跑與起跳技術(shù)的研究文獻(xiàn)，為本研究提供理論支持。

2.2 影片拍攝法

利用兩臺日產(chǎn)SONY-120X攝像機(jī)分別從跳高架的對面和水平側(cè)面進(jìn)行拍攝。兩臺攝像機(jī)主光軸夾角約為90°，拍攝頻率為50kb/s，拍攝距離分別是12.5m和10m，攝像機(jī)高度為1.2m。比賽前用Peak三維標(biāo)定框架對拍攝范圍進(jìn)行標(biāo)定(框架幾何中心的地面投影點距起跳點一端的立柱為1.10m，與橫桿的距離為0.8m)。采用定點定焦的拍攝方法，拍攝范圍從運動員的助跑開始到過桿結(jié)束。

2.3 圖像解析法

根據(jù)錄像資料，選定前八名運動員最高成績的一次試跳技術(shù)動作作為解析對象。采用愛捷運動圖像EMIG71解析儀，把A機(jī)與B機(jī)的采集圖像進(jìn)行合成處理，選用扎齊奧爾斯基人體模型，確定所需要的運動參數(shù)進(jìn)行變量解析。其中在解析過程中把X軸作為與橫桿平行的軸，右為正向，左為負(fù)向，Z軸作為與橫桿投影線垂直，Y軸垂直向上。使用DLT法計算人體在起跳階段的三維運動學(xué)參數(shù)。所得原始數(shù)據(jù)采用數(shù)字濾波法進(jìn)行平滑處理。

2.4 數(shù)理統(tǒng)計法

對所得的數(shù)據(jù)用SPSS19.0進(jìn)行平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差計算，并對一些指標(biāo)參數(shù)之間的相互關(guān)系進(jìn)行差異性分析與檢驗。

3 結(jié)果與分析

3.1 助跑技術(shù)的運動學(xué)特征分析

3.1.1助跑節(jié)奏的分析從比賽的錄像資料來看，凡是運動員試跳結(jié)果成功的，其助跑節(jié)奏都比較合理，沒有出現(xiàn)快、慢或“拉大步”“搗小步”的現(xiàn)象，說明運動員能夠較好地把握助跑節(jié)奏，發(fā)揮自己的競技水平。而在多數(shù)運動員試跳失敗的錄像中發(fā)現(xiàn)，由于運動員對此高度沒有十分的把握，往往以“速度”去沖擊高度，以致使助跑節(jié)奏得以破壞，最終導(dǎo)致試跳失敗。由此可見，助跑節(jié)奏對提高起跳效果是不可忽視的重要因素。研究表明，一般影響跳高運動員助跑節(jié)奏的有主體因素和客體因素，其中主體因素有運動員心理品質(zhì)與專項耐力，客體因素有天氣條件和觀眾情緒。

3.1.2助跑內(nèi)傾角度的分析從表2中看出，世界優(yōu)秀運動員在倒數(shù)第二步擺動腿著地時的身體平均內(nèi)傾角度僅為18.8°,而離地瞬間的內(nèi)傾角則增加到24.7°。我國優(yōu)秀女子跳高運動員最后第二步助跑擺動腿著地瞬間身體的內(nèi)傾角都偏大，而離地瞬間的內(nèi)傾角度則比較小，與世界優(yōu)秀運動員有著較大的差異。這樣會導(dǎo)致運動員身體重心過早下降，不利于擺動腿完成緩沖，同時，會造成身體在起跳腿著地前明顯產(chǎn)生向橫桿方向的移動，不利于保持起跳前的肩、髖扭轉(zhuǎn)姿勢以及助跑與起跳動作的連貫性，以致影響蹬地力量的垂直效果。

表2 倒數(shù)第二步內(nèi)傾角與助跑角度比較(°)

我國優(yōu)秀女子跳高運動員倒數(shù)第二步的助跑角度與世界優(yōu)秀運動員相差不大。但是，由于我國優(yōu)秀運動員與世界優(yōu)秀運動員的身體重心水平速度差異較大，以致使我國女子跳高運動員在起跳腿著地瞬間所產(chǎn)生的垂直于橫桿的水平速度小于世界運動員，這種現(xiàn)象可能會影響蹬伸瞬間的垂直用力程度。

3.1.3助跑最后一步的相關(guān)運動學(xué)指標(biāo)分析助跑最后一步被定義為“擺動腿著地瞬間至起跳腿著地瞬間的距離”。通常我們把最后一步也叫做“過渡階段”。此階段的主要任務(wù)就是跳高運動員從水平位移轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪蔽灰疲@得理想的垂直速度，為即將的起跳做好適宜的充分準(zhǔn)備。

(1)最后一步兩大腿夾角分析。從表3可以看出，我國優(yōu)秀女子跳高運動員在起跳開始瞬間兩大腿夾角都小于擺動腿離地瞬間，說明她們能夠積極快速地放置起跳腳，為起跳創(chuàng)造積極有力的條件。但是，從兩大腿夾角的變化來看，變化的幅度不夠大，說明我國優(yōu)秀女子跳高運動員在擺動腿方面還應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)擺動的速度和幅度，真正體現(xiàn)出起跳有力的“擺、蹬”結(jié)合的特點。

表3 最后一步兩大腿夾角比較(°)

(2)最后一步擺動腿著地技術(shù)分析。從表4中可以看出，我國優(yōu)秀女子跳高運動員最后一步擺動腿著地點與身體重心投影點的水平距離平均值為0.72m。如果最后一步擺動腿著地點與身體重心投影點的水平距離過大，說明身體重心比較靠后。這樣就減小了擺動腿的著地角，使人體所受的水平制動力增大，導(dǎo)致了水平速度的損失。

表4 擺動腿著地階段有關(guān)參數(shù)比較

注：L為身體重心投影點距擺動腿著地點的水平距離，V1為擺動腿著地瞬間水平速度，V2為擺動腿離地瞬間水平速度，⊿V為V2—V1。

研究表明，世界優(yōu)秀女子跳高運動員最后一步擺動腿著地點與身體重心投影點的水平距離一般為0.68m，從這一數(shù)據(jù)可以看出，我國優(yōu)秀女子跳高運動員最后一步擺動腿著地點與身體重心投影點的水平距離是比較合理的。同時，研究表明，擺動腿著地瞬間著地點距身體重心投影點的距離與運動員著地瞬間速度的損失具有非常顯著性關(guān)系。也就是說擺動腿著地瞬間著地點與身體重心投影點的距離越大，運動員著地瞬間的水平速度損失越大。

(3)最后一步身體重心高度分析。從表5可知，我國優(yōu)秀女子跳高運動員在起跳開始瞬間身體重心的高度都比擺動腿最大緩沖瞬間的身體重心高度要高，身體重心的高度平均上升了0.06m。其中鄭幸娟的身體重心上升高度最大，為0.11m，喬艷蕊的身體重心上升高度為0.10m，身體重心高度上升的高度?？梢哉f明運動員沿弧線助跑最后一步身體由內(nèi)傾轉(zhuǎn)化為豎直過程中身體重心高度變化是上升的，能夠使身體重心保持較高的位置，從而增加H1的高度。研究表明，助跑速度越快，身體內(nèi)傾越大，身體由內(nèi)傾轉(zhuǎn)變?yōu)樨Q直過程的速度也越快，身體重心上升的速度也越快，垂直速度也就越快。因此，背越式跳高運動員在助跑最后一步起跳開始瞬間，身體重心高度應(yīng)該高于擺動腿最大緩沖瞬間時的高度，這樣有利于身體重心垂直速度的加快，以提高起跳效果。

表5 最后一步身體重心高度比較

注：H1是最后一步擺動腿最大緩沖瞬間的重心高度；H2是起跳開始瞬間的重心高度；⊿H是H2—H1。

3.2 起跳技術(shù)的運動學(xué)特征分析

3.2.1起跳階段擺動速度與高度的分析從表6可以看出，我國優(yōu)秀女子跳高運動員在起跳瞬間雙臂中心擺動超過頭頂?shù)母叨绕骄禐?.21m。研究表明，雙臂擺動的高度與擺動的向上垂直速度沒有一定的相關(guān)關(guān)系，這里關(guān)鍵的問題是擺臂時要求“提肩拔腰”，同時雙臂要積極“制動”。但是，雙臂擺動的高度與擺動腿的擺動角速度存在高度的相關(guān)性(r=0.865，P<0.05)。這充分證明背越式跳高運動員起跳結(jié)束瞬間雙臂擺動的高度可以提高擺動腿擺動的角速度，以增加起跳的力量和H1的高度，從而使人體能夠更加集中向上用力，保證騰起的初速度。

由表6可知，雙臂擺動的合速度平均值為6.89m/s，該數(shù)據(jù)與J.DAPENA研究的結(jié)果8.89 m/s相比有較大的差距。而且，我國優(yōu)秀女子跳高運動員支撐側(cè)的擺臂速度和擺動側(cè)的擺臂速度平均值都小于J.DAPENA研究的結(jié)果(3.27m/s<5.42m/s；3.83m/s<3.97m/s)。同時，從技術(shù)錄像資料中也能明顯地看到部分運動員雙臂的擺動速度和幅度偏小。

表6 起跳階段雙臂及擺動腿相關(guān)速度參數(shù)比較

3.2.2起跳階段起跳腿支撐蹬伸情況分析由表7可知，我國優(yōu)秀女子跳高運動員在起跳過程中起跳腿的膝關(guān)節(jié)變化情況，在最大緩沖瞬間，我國女子運動員起跳腿的膝關(guān)節(jié)角度是147.55°，這與背越式跳高膝關(guān)節(jié)緩沖最佳角度范圍140°～150°基本一致。說明我國優(yōu)秀女子跳高運動員起跳腿的支撐力量較好。在蹬離地面瞬間，我國優(yōu)秀女子跳高運動員的膝關(guān)節(jié)角度并沒有完全充分蹬伸，說明其蹬伸的速度、幅度還有一定的欠缺。今后應(yīng)該加強(qiáng)下肢肌群的向心收縮能力和退讓工作能力，以獲得理想的起跳效果。

表7 起跳階段起跳腿膝關(guān)節(jié)角度變化比較

3.2.3起跳階段蹬伸距離的分析由圖1可以看出，我國優(yōu)秀女子跳高運動員最大緩沖時到蹬離地面時的平均蹬伸距離為0.263m，該數(shù)據(jù)與世界優(yōu)秀女子跳高運動員的0.312m相差較大。說明我國優(yōu)秀女子跳高運動員起跳階段的蹬伸距離還有一定差距，并影響到騰起的初速度。

3.2.4起跳時間的分析研究表明,起跳時間與起跳離地瞬間的垂直速度呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.724，P<0.05)。起跳時間是由著地緩沖時間和蹬伸時間組成。

圖1我國優(yōu)秀女子跳高運動員起跳階段的蹬伸距離

表8 我國優(yōu)秀女子跳高運動員起跳腿著地瞬間至蹬離地瞬間的時間與垂直速度

注：T1為起跳腿著地瞬間到最大緩沖時間；T2為最大緩沖至起跳腿離地瞬間時間。

從表8中可以看出，我國優(yōu)秀女子跳高運動員著地瞬間到最大緩沖時間在0.08s～0.14s范圍，平均值為0.115s，與世界優(yōu)秀運動員的緩沖時間(0.08s)相比顯得比較大，同時，結(jié)合起跳著地瞬間至最大緩沖瞬間的時間占整個起跳時間的百分比可以看出，我國優(yōu)秀女子跳高運動員的緩沖時間比較長，只有鄭幸娟的緩沖時間與蹬伸時間與世界優(yōu)秀選手相一致。分析其原因，與我國女子跳高運動員下肢肌群的退讓工作能力較差有關(guān)。由于緩沖時間較長，可能造成水平速度的損失加大，不能形成積極有力的蹬伸效果，也就不可能把更大水平速度轉(zhuǎn)化為垂直速度。從表8中還可以看出，我國優(yōu)秀女子跳高運動員的垂直速度平均值為3.79m/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于世界優(yōu)秀運動員的4.38m/s。同時，縮短緩沖時間可以有利于起跳時人體動能向彈性勢能的轉(zhuǎn)化與利用，也就是說，縮短起跳腿肌肉退讓工作時間能充分利用肌肉的彈性，產(chǎn)生較大的克制性收縮力。

研究表明，起跳緩沖至起跳離地時間(T)與起跳腿離地瞬間的垂直速度(V)存在顯著性負(fù)相關(guān)性 (r=-0.628，P<0.05 )。從緩沖時間與蹬伸時間比例來看,多數(shù)運動員的緩沖時間與蹬伸時間的比例為1:1，少數(shù)運動員的緩沖時間大于蹬伸時間。這再一次證明了我國優(yōu)秀女子跳高運動員起跳腿的肌肉退讓工作能力比較差，不能很好地利用肌肉的彈性勢能，為蹬伸的克制性收縮產(chǎn)生更大的力量。

3.2.5騰起角度的分析由表9可以看出，我國優(yōu)秀女子跳高運動員在起跳瞬間的騰起角度與世界優(yōu)秀女子跳高運動員(50.84°)相比，沒有顯著性差異。運動員起跳瞬間騰起角度的大小是由身體蹬離地面時重心水平速度與垂直速度所決定的。說明我國優(yōu)秀女子跳高運動員的起跳角符合基本技術(shù)原理。

表9 我國優(yōu)秀女子跳高運動員起跳結(jié)束瞬間騰起角比較

3.2.6起跳結(jié)束瞬間身體重心的高度H1分析研究表明：背越式跳高運動員在結(jié)束起跳離地瞬間身體重心的高度和運動成績之間具有顯著的相關(guān)性(r=0.684，P<0.05)。也就是說在起跳結(jié)束瞬間身體重心的高度(H1)對跳高運動成績有著重要的作用(見表10)。

從表10中可以看出，我國優(yōu)秀女子跳高運動員在起跳結(jié)束瞬間身體重心的高度平均值為1.25m，與世界優(yōu)秀運動員的1.33m存在較大的差距。根據(jù)跳高技術(shù)原理：H=H1+H2-H3，由于H1的差異，必將影響最后的成績H。石天竹在起跳結(jié)束瞬間身體重心的高度最大(1.38m),哈妍在起跳結(jié)束瞬間身體重心的高度最小(1.17m)，這與她們不同的身高也有較大的關(guān)系。H1/身高比值最高的是鄭幸娟，為71.1%，最低的是蔣海燕，為66.5%。

表10 我國優(yōu)秀女子跳高運動員起跳結(jié)束瞬間重心高度

世界女子跳高紀(jì)錄保持者科斯塔迪諾娃在越過2.09m時，在起跳結(jié)束瞬間身體的重心高度是1.41m，H1/身高達(dá)到75.3%。由此可見, 我國優(yōu)秀女子跳高運動員要想取得優(yōu)異的成績，提高起跳離地瞬間身體重心的高度是一個不可忽視的重要因素。

4 結(jié)論與建議

(1)我國優(yōu)秀女子跳高運動員助跑節(jié)奏比較合理，最后倒數(shù)第二步助跑擺動腿著地瞬間身體的內(nèi)傾角都偏大，而離地瞬間的內(nèi)傾角度則比較小。因此，應(yīng)加強(qiáng)我國優(yōu)秀女子跳高運動員騰起離地瞬間下肢三關(guān)節(jié)的蹬伸力量。

(2)我國優(yōu)秀女子跳高運動員的最后一步擺動腿著地點與身體重心投影點的水平距離比較合理，而且能夠積極快速地放腳起跳；但擺動腿的擺動速度與幅度不夠。應(yīng)加強(qiáng)運動員擺動腿技術(shù)的訓(xùn)練，把握好擺動腿每一個技術(shù)細(xì)節(jié)，完善擺動技術(shù)與蹬伸技術(shù)的相互協(xié)調(diào)，以“擺”促“蹬”，“蹬”“擺”結(jié)合。

(3)我國優(yōu)秀女子跳高運動員在起跳瞬間雙臂中心擺動的速度不明顯，離地瞬間蹬伸幅度較小。應(yīng)加強(qiáng)運動員下肢肌群的向心克制性工作能力，進(jìn)一步優(yōu)化下肢肌群由退讓工作向克制性工作的轉(zhuǎn)化速度，以提高起跳腿的蹬伸效果。

(4)我國優(yōu)秀女子跳高運動員的騰起角度比較合理，但是，其著地緩沖時間較長，應(yīng)提高我國優(yōu)秀女子跳高運動員起跳腿工作肌群的退讓收縮能力的訓(xùn)練，提高其支撐能力。

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