振動力量訓(xùn)練對跳遠(yuǎn)運(yùn)動員下肢專項(xiàng)力量訓(xùn)練效果的影響研究*

趙洪波 ，侯小燕

(北京體育大學(xué))

振動力量訓(xùn)練法是目前較流行的一種力量訓(xùn)練方法.它區(qū)別于其它力量訓(xùn)練方法的最大特點(diǎn)是能夠以相對較小的附加負(fù)荷有效地提高肌肉的最大力量、快速力量及力量耐力，而且，對人體的平衡能力、骨骼密度、柔韌能力及血液的激素水平等都會產(chǎn)生正面影響［1］.

目前，已有研究表明，振動力量訓(xùn)練能在同等負(fù)荷條件下，更有效地發(fā)展跳遠(yuǎn)運(yùn)動員下肢的肌肉力量水平.但是，運(yùn)動員能否將這些通過振動訓(xùn)練獲得的肌力有效地轉(zhuǎn)化為專項(xiàng)力量還不是很清楚，也就是說，關(guān)于振動力量訓(xùn)練對運(yùn)動員下肢專項(xiàng)肌力影響的實(shí)際效果方面研究較少.跳遠(yuǎn)運(yùn)動員的專項(xiàng)力量是指運(yùn)動員完成跳躍過程中，人體參與運(yùn)動的肌群或肌群收縮克服阻力的能力［2］.也就是說，是指起跳過程中起跳腿的踏跳力量和擺動腿的擺動力量.德國力量訓(xùn)練專家認(rèn)為肌肉在很短的時間內(nèi)被迫拉長呈等長收縮后迅速轉(zhuǎn)化為向心收縮所產(chǎn)生的力量為“反射性力量”，從根本上講，蹬地和起跳過程中，運(yùn)動員的快速起跳能力取決于3個因素:緩沖階段相應(yīng)工作肌群退讓收縮的速度和在退讓工作中表現(xiàn)出的最大肌力;蹬伸階段相應(yīng)工作肌群在克制工作中所產(chǎn)生的瞬時爆發(fā)功率;起跳工作肌群“離心”與“向心”的銜接性［3］.

鑒于此，該研究在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，對振動訓(xùn)練后跳遠(yuǎn)運(yùn)動員進(jìn)行跳深測力臺測試，通過對跳深過程中影響運(yùn)動員快速起跳能力影響因素的分析，揭示振動訓(xùn)練對跳遠(yuǎn)運(yùn)動員下肢專項(xiàng)肌力的影響，以期為廣大教練員指導(dǎo)跳遠(yuǎn)訓(xùn)練提供依據(jù).

1 研究對象與研究方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對象

以振動力量訓(xùn)練對跳遠(yuǎn)運(yùn)動員下肢專項(xiàng)力量的影響為研究對象，以北京體育大學(xué)8名跳遠(yuǎn)專項(xiàng)二級運(yùn)動員為實(shí)驗(yàn)對象.將實(shí)驗(yàn)對象隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對照組，基本情況見表1.

表1 實(shí)驗(yàn)對象基本情況統(tǒng)計(jì)

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)法

1.2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

采用德國產(chǎn)的POWER PLATE振動訓(xùn)練儀對受試者進(jìn)行振動訓(xùn)練，采用由跳箱和KISTLER9290型測力臺組成的跳深測力臺對起跳過程中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測試，其采樣頻率為500 Hz.

1.2.1.2 實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)組和對照組的專項(xiàng)技術(shù)及素質(zhì)(除下肢力量)訓(xùn)練均為6次/周，90 min/次，練習(xí)內(nèi)容相同，共訓(xùn)練8周.其中，實(shí)驗(yàn)組的下肢力量訓(xùn)練在振動儀上進(jìn)行，30 min/次，振動儀的振動頻率定為25～40 Hz，振幅為2～4 mm;對照組的下肢力量訓(xùn)練借助傳統(tǒng)力量訓(xùn)練方法，兩組訓(xùn)練次數(shù)均為2次/周.實(shí)驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)后，進(jìn)行跳深測試，跳深高度設(shè)定過程如下:在查閱文獻(xiàn)并咨詢相關(guān)專家的基礎(chǔ)上，對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行了50 cm、60 cm、70 cm、80 cm四個高度的跳深測試，結(jié)果表明，高度為70 cm的跳深測試時能夠表現(xiàn)出最大力值，因此本實(shí)驗(yàn)將跳深的適宜高度設(shè)定為70 cm.

1.2.2 文獻(xiàn)資料法

通過對中國期刊網(wǎng)、北京體育大學(xué)圖書館、國家圖書館相關(guān)文獻(xiàn)資料的收集和整理，為該課題的研究提供保障.

1.2.3 專家訪談法

走訪相關(guān)專家，就本研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、訓(xùn)練方法和測試內(nèi)容的選定等問題進(jìn)行了咨詢，為實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行提供保障.

1.2.4 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

用Excel和SPSS11.0統(tǒng)計(jì)軟件對實(shí)驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)后所測得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理.在均值比較中采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)和配對T檢驗(yàn)對有關(guān)參數(shù)進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)分析.

2 研究結(jié)果與分析

圖1為進(jìn)行三維測力臺測試時，測得運(yùn)動員踏跳時下肢肌力在垂直方向上的力值波形變化，曲線為Fz垂直力值波形，反映了運(yùn)動員起跳中垂直方向上所受到的作用力大小的變化情況.跳深的力-時間曲線如圖1所示.

圖1 跳遠(yuǎn)起跳階段力-時間曲線圖

2.1 對踏跳過程中緩沖階段時間因素及最大肌力的統(tǒng)計(jì)分析

2.1.1 對踏跳總時間的統(tǒng)計(jì)分析

相關(guān)研究表明:在正確完成起跳動作的前提下，起跳時間與運(yùn)動成績的相關(guān)系數(shù)為 r=-0.69，呈顯著負(fù)相關(guān)［4］.起跳總時間在一定程度上能夠反映運(yùn)動員下肢肌群的伸縮速度，是評定起跳效果的一個重要因素.同時，金嘉納(1981)的研究結(jié)果表明:時間因素對支撐緩沖最大肌力的獲得，對蹬伸時最大功率的發(fā)揮及支撐緩沖階段和蹬伸階段的緊密銜接都具有非常重要的作用［5］.布勒、施密特布萊希爾等人和保爾斯費(fèi)爾德等人的研究認(rèn)為，肌肉完成“拉長—縮短—周期”的時間對反應(yīng)力量能力具有關(guān)鍵影響作用［6］.

表2 兩組踏跳總時間的統(tǒng)計(jì)

表2為運(yùn)動員跳深過程中，對起跳腿踏跳總時間的統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明，與實(shí)驗(yàn)前相比，實(shí)驗(yàn)后，進(jìn)行振動力量訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)組和進(jìn)行傳統(tǒng)力量訓(xùn)練的對照組的踏跳總時間均呈現(xiàn)顯著性變化，但是，從提高的幅度來看，實(shí)驗(yàn)組提高幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對照組，說明使用振動訓(xùn)練更有利于縮短運(yùn)動員的踏跳總時間.

2.1.2 對踏跳過程中緩沖時間的統(tǒng)計(jì)分析

從生物力學(xué)的角度分析，緩沖階段，起跳腳獲得的支撐反作用力很大，方向是向后上方，使人體在水平方向上受到一個較大的制動沖量，水平速度會受到損失，能量發(fā)生轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化.如果這一階段的時間過長，就會造成水平速度的損失過大，能量的利用率降低，影響起跳后的騰空遠(yuǎn)度.因此，為更進(jìn)一步了解踏跳過程中緩沖時間的變化情況，我們對踏跳過程中緩沖時間的變化進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(見表3).

從表3可以看出，實(shí)驗(yàn)前后，實(shí)驗(yàn)組的緩沖時間均呈顯著性提高，在提高幅度上，實(shí)驗(yàn)組緩沖時間的提高較明顯，說明實(shí)驗(yàn)組總時間的變化主要是由于緩沖時間的大幅度減少引起的，從而表明實(shí)驗(yàn)組的緩沖階段，相應(yīng)工作肌群產(chǎn)生退讓性收縮的速度得到提高，產(chǎn)生的水平速度損失率較小，從而使能量得到了有效傳遞，使運(yùn)動員快速的轉(zhuǎn)入蹬伸階段.

2.1.3 對踏跳過程中緩沖階段最大力值(第一波峰力值)特征的統(tǒng)計(jì)分析

踏跳過程中，肌肉做退讓性工作時表現(xiàn)出的最大肌力是評定跳遠(yuǎn)運(yùn)動員下肢專項(xiàng)力量的一個重要指標(biāo)［7］，踏跳過程中第一波峰力值水平則反映了踏跳過程中的最大力值水平.

表3 兩組踏跳過程中緩沖時間的統(tǒng)計(jì)

表4 兩組踏跳過程中緩沖階段最大力值特征的統(tǒng)計(jì)

如表4所示，實(shí)驗(yàn)后，兩組跳深的最大力值均有提高，但實(shí)驗(yàn)組的跳深最大力值提高幅度較大，大于對照組，表明振動訓(xùn)練能夠更加有效地提高跳遠(yuǎn)運(yùn)動員踏跳緩沖階段的最大力量水平，保證了快速有效的上板.

此外，最大力值水平與其對應(yīng)時間的組合反映出了跳遠(yuǎn)運(yùn)動員起跳腿的快速力量能力以及產(chǎn)生制動沖量的情況.也就是說，起跳時的第一波峰力值高，相對應(yīng)的時間少，則第一波峰就相對陡峭，那么運(yùn)動員的起跳動作就會表現(xiàn)出快速有力，從而使運(yùn)動員上板著地時，起跳腿積極前伸下壓著地，使著地力量加大，因此人體受到地面的反作用力就會相應(yīng)提高，從而為運(yùn)動員積極送髖快速上板起跳提供了有利條件，有效減少了由于上板起跳所造成的速度下降，提高了速度轉(zhuǎn)換效率，為獲得較高的垂直速度打下良好基礎(chǔ).

表5 兩組踏跳過程中緩沖階段最大力值對應(yīng)時間特征的統(tǒng)計(jì)

由表5對跳深最大力值對應(yīng)時間特征的統(tǒng)計(jì)顯示，實(shí)驗(yàn)后，實(shí)驗(yàn)組和對照組在達(dá)到最大力值的時間上都有明顯減少的趨勢，但是，與對照組相比，實(shí)驗(yàn)組在達(dá)到最大力值所用的時間減少的更加明顯.因此，結(jié)果表明振動訓(xùn)練更有利于提高跳遠(yuǎn)運(yùn)動員起跳腿的快速力量能力.

2.2 對踏跳過程中蹬伸階段爆發(fā)功率的統(tǒng)計(jì)分析

2.2.1 對踏跳過程中蹬伸階段波谷力值特征的統(tǒng)計(jì)分析

起跳腳著地支撐后，起跳腿伸肌群進(jìn)行退讓性收縮，抗衡由于快速上板起跳而形成的強(qiáng)大的沖擊力作用.當(dāng)伸肌肌群所產(chǎn)生的肌力與外沖擊力值相等時，垂直力值便不再下降，形成Fz波谷力值點(diǎn).因此，F(xiàn)z波谷力值的大小，反映了運(yùn)動員起跳腿伸肌肌群的最大肌力，既運(yùn)動員起跳腿的支撐能力，兩者成正比關(guān)系，波谷力值小，支撐能力弱;波谷力值大，支撐能力就強(qiáng).前人研究表明:垂直波谷力值與第一波峰力值和第二波峰力值均成顯著性相關(guān)，(R分別為0.609、0.669、P＜0.01)，即在起跳中，運(yùn)動員上板時獲得的垂直沖擊力值越大，有利于運(yùn)動員獲得較大的波谷力值，這也可以減小力值由第一波峰力值回落的緩沖幅度，同時為運(yùn)動員獲得較大的第二波峰力值奠定基礎(chǔ).垂直波谷力值與跳遠(yuǎn)成績呈顯著性正相關(guān)，(R=0.609、P＜0.01)，即運(yùn)動員在起跳中獲得的垂直波谷力值越大，越有利于獲得較大的垂直速度，盡而獲得較好的跳遠(yuǎn)成績［8］(見表6).

實(shí)驗(yàn)后，實(shí)驗(yàn)組和對照組跳深的波谷力值指標(biāo)顯示，兩組的波谷力值均有所增加，與實(shí)驗(yàn)前的測試結(jié)果均呈現(xiàn)出差異，實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)后跳深的波谷力值提高幅度遠(yuǎn)大于對照組，與實(shí)驗(yàn)前呈顯著差異.表明振動訓(xùn)練對起跳腿伸肌肌群力量的增長具有較大優(yōu)勢.

2.2.2 對踏跳過程中蹬伸時間的統(tǒng)計(jì)分析

表6 兩組踏跳過程中蹬伸階段波谷力值的統(tǒng)計(jì)

表7 兩組踏跳過程中蹬伸時間的統(tǒng)計(jì)

從表7可看出，實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)組踏跳過程中蹬伸時間明顯減少了，與實(shí)驗(yàn)前呈顯著性差異，而對照組的蹬伸時間并未減少，反而增加了，所以其蹬伸時間的提高百分比為負(fù)數(shù)，為-0.36%.因此，可以說，振動訓(xùn)練能夠更有效地減少跳遠(yuǎn)運(yùn)動員踏跳過程中的蹬伸時間，有利于蹬伸速度的提高，促使相應(yīng)肌群能夠產(chǎn)生快速的伸縮反應(yīng)，因此，結(jié)合表5和表6的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，與傳統(tǒng)力量訓(xùn)練法相比，振動訓(xùn)練更有利于提高跳遠(yuǎn)員的爆發(fā)功率水平，有利于跳遠(yuǎn)運(yùn)動員起跳能力的有效發(fā)展.

2.3 對踏跳過程中蹬伸階段第二波峰力值特征的統(tǒng)計(jì)分析

Fz力值波形圖中的蹬伸階段曲線，反映了運(yùn)動員著地緩沖后擺動環(huán)節(jié)的積極擺動和起跳腿蹬伸所獲得的垂直支撐力值.研究發(fā)現(xiàn):運(yùn)動員起跳腿的蹬伸動作發(fā)生在運(yùn)動員獲得Fz第二波峰力值之后，即說明運(yùn)動員的Fz第二波峰力值的獲得不是由于起跳腿的蹬伸作用，而是運(yùn)動員身體重心的積極前移以及擺動環(huán)節(jié)的積極擺動獲得的.蘇聯(lián)丘伯也指出:“在支撐反作用力達(dá)到Fz第二波峰力值的一瞬間，擺動環(huán)節(jié)對支撐反作用力作用最大，約為64%”［9］，同時Fz第二波峰力值也與之呈密切的正相關(guān)(R=0.731，P﹤0.01).因此，第二波峰力值越大，則說明運(yùn)動員踏跳過程中擺動腿的擺動越積極越有力，從而促使運(yùn)動員獲得較大的的垂直支撐力值，以保證跳遠(yuǎn)成績的獲得［9］.

表8 兩組踏跳過程中蹬伸階段第二波峰力值的統(tǒng)計(jì)

由表8知，與實(shí)驗(yàn)前相比，實(shí)驗(yàn)后兩組跳深過程的第二波峰力值均呈現(xiàn)顯著差異:P＜0.01.但從第二波峰力值提高的幅度上看，實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)后力值的提高百分比明顯大于對照組.表明振動訓(xùn)練更有利于提高擺動腿的擺動力量，使擺動腿發(fā)揮更好的擺動作用，從而提高跳遠(yuǎn)運(yùn)動員的踏跳能力.

2.4 對起跳過程中起跳腿總沖量、緩沖沖量、蹬伸沖量及對應(yīng)時間特征的統(tǒng)計(jì)分析

沖量是物體所受外力與時間的乘積，公式為I=∑F×T(F為合外力大小，T為該力量作用時間).外力是改變物體運(yùn)動方向的根源，也是人體運(yùn)動的根源.

根據(jù)肌肉收縮形式，起跳腳著地至膝關(guān)節(jié)彎曲至最大時為緩沖階段，此階段人體所承受的載荷力大于肌肉產(chǎn)生的收縮力，肌肉做退讓性工作，當(dāng)重心下降至最低點(diǎn)時，負(fù)荷力矩與肌肉張力矩平衡，肌肉由離心轉(zhuǎn)為等長收縮，由起跳腿膝關(guān)節(jié)最大彎曲開始減小至起跳腿蹬離地面瞬間為止是蹬伸過程，肌肉由等長收縮轉(zhuǎn)為向心收縮，做克制性工作，以上幾個階段是一個連續(xù)的動作過程.在起跳過程中，運(yùn)動員下肢肌肉收縮過程中的實(shí)質(zhì)是完成了一個拉長-縮短周期，即反應(yīng)力量或超等長收縮形式.將跳深運(yùn)動的肌肉收縮分為離心和向心兩段，可得到離心段的沖量、向心段的沖量和踏跳全過程的沖量.

表9 兩組踏跳過程中總沖量的統(tǒng)計(jì)

表9所示，實(shí)驗(yàn)前跳深總沖量組間無顯著性差異，實(shí)驗(yàn)后兩組組內(nèi)均呈顯著性差異，但實(shí)驗(yàn)組總沖量的提高百分比明顯大于對照組，為更深入了解實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)組踏跳總沖量的具體變化情況，我們有必要對離心段沖量、向心段沖量的變化以及離心沖量、向心沖量時間的變化情況進(jìn)行分析.

表10 兩組踏跳過程中緩沖沖量、蹬伸沖量的統(tǒng)計(jì)

表11 兩組踏跳過程中緩沖時間、蹬伸時間的統(tǒng)計(jì)

起跳過程中，起跳腿伸肌群收縮的力學(xué)效應(yīng)，與其牽張反射的效果密切相聯(lián)，而支撐緩沖階段工作肌群快速的退讓收縮，是產(chǎn)生強(qiáng)烈牽張反射的前提和條件.下肢伸肌群的退讓收縮能力，是決定肌肉“反射”性收縮的力學(xué)效果和運(yùn)動員快速起跳能力的首要因素［10］.如表10所示，實(shí)驗(yàn)前相比，實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)組的緩沖沖量和蹬伸沖量以及對照組的緩沖沖量均呈現(xiàn)顯著性差異，對照組的蹬伸沖量與實(shí)驗(yàn)前也呈現(xiàn)出變化，但變換不顯著.實(shí)驗(yàn)后，緩沖沖量和蹬伸沖量的提高幅度上，實(shí)驗(yàn)組均明顯高于對照組.而實(shí)驗(yàn)組和對照組中，緩沖和蹬伸沖量占總沖量的百分比顯示，實(shí)驗(yàn)組的緩沖沖量占總沖量的百分比低于對照組，而實(shí)驗(yàn)組的蹬伸沖量占總沖量的百分比卻高于對照組.因此，結(jié)合表11可知，實(shí)驗(yàn)組緩沖沖量和蹬伸沖量的提高是在緩沖時間和蹬伸時間明顯減少的情況下實(shí)現(xiàn)的，也就是說，實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)后起跳腿的緩沖能力和蹬伸能力均有所提高，能夠較快地從緩沖階段轉(zhuǎn)入蹬伸階段，從而促使了肌肉由離心工作向向心工作的快速轉(zhuǎn)換，為提高運(yùn)動員的起跳能力創(chuàng)造有力條件.

3 小結(jié)

振動力量訓(xùn)練能夠提高踏跳過程中緩沖階段相應(yīng)肌群退讓收縮的速度及最大肌力，對提高踏跳過程中蹬伸階段相應(yīng)肌群的瞬時爆發(fā)功率有較好作用，同時在一定程度上提高了踏跳過程中工作肌群由“離心”向“向心”轉(zhuǎn)化的速度，因此，振動力量訓(xùn)練對提高跳遠(yuǎn)運(yùn)動員下肢專項(xiàng)力量有較好訓(xùn)練效果，值得在今后的運(yùn)動實(shí)踐中推廣運(yùn)用.

該實(shí)驗(yàn)中采用的振動訓(xùn)練頻率在25～40 Hz的范圍，振幅是2～4 mm，對二級水平的跳遠(yuǎn)專項(xiàng)運(yùn)動員來說是比較適宜的刺激強(qiáng)度.而對其他水平跳遠(yuǎn)運(yùn)動員進(jìn)行振動力量訓(xùn)練時，應(yīng)根據(jù)人體的生物適應(yīng)性和跳遠(yuǎn)起跳過程的特點(diǎn)來選擇適宜的振動頻率范圍.

振動力量訓(xùn)練可以用在跳遠(yuǎn)運(yùn)動員受傷康復(fù)后的銜接訓(xùn)練和學(xué)生運(yùn)動員假期后的恢復(fù)性訓(xùn)練中，有利于運(yùn)動員在相對較小的訓(xùn)練負(fù)荷下，在較短時期內(nèi)達(dá)到受傷前和假期前的專項(xiàng)下肢力量水平.

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