負不同重量沙背心跑對短跑途中跑下肢專項力量的影響研究*

于潤生

（武漢體育學(xué)院體育科技學(xué)院，湖北武漢430079）

負不同重量沙背心跑對短跑途中跑下肢專項力量的影響研究*

于潤生

（武漢體育學(xué)院體育科技學(xué)院，湖北武漢430079）

國內(nèi)外專家通過實驗以及訓(xùn)練實踐發(fā)現(xiàn)負重跑能夠顯著提高腿部的伸肌和反應(yīng)性力量，但不同負重負荷對短跑技術(shù)產(chǎn)生的影響，以及不同負荷對專項力量訓(xùn)練效果均未見系統(tǒng)研究。通過研究不同負荷時負沙背心跑對短跑專項力量訓(xùn)練的作用，對該短跑專項訓(xùn)練手段在短跑專項力量訓(xùn)練中的科學(xué)運用提供依據(jù)。

短跑；途中跑；下肢專項力量；負沙背心跑

負沙背心跑是負重跑的一種，屬于短跑綜合力量訓(xùn)練。因在垂直方向上增加了沙背心重量，使得運動員每次著地時下肢肌群承受的垂直力加大，蹬伸階段支撐腿髖、膝、踝的伸展肌群會在水平方向上承擔(dān)更大的負荷；支撐過程中支撐腿和擺動腿以髖為軸進行相向運動，支撐腿下肢關(guān)節(jié)在水平方向的負荷加大勢必使擺動腿屈髖肌群發(fā)揮更大的肌力以配合支撐腿的快速伸展。本文通過對10名武漢體育學(xué)院二級以上運動員，進行穿沙背心無負重、負重自身體重4%、負重自身體重6%、負重自身體重8%、負重自身體重10%的下肢運動學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)進行對比分析，得出不同負重對短跑途中跑下肢運動學(xué)參數(shù)以及下肢各關(guān)節(jié)力量的影響，為短跑負重跑專項力量訓(xùn)練提供理論依據(jù)和方法上的借鑒。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

武漢體育學(xué)院男子100m二級運動員10名。

1.2 研究方法

2011年12月4日，在武漢體育學(xué)院體育科技學(xué)院田徑場，使用武漢體育學(xué)院生物力學(xué)教研室PULNIX TM-6710CL高速攝像系統(tǒng)，對距起點50 m處的途中跑進行正側(cè)面拍攝。拍攝現(xiàn)場示意圖1。拍攝頻率為120幅/s，取景范圍為5m，拍攝距離為25m，機高1.2m。比例尺為與Arial解析系統(tǒng)匹配的框架（圖2），框架中25個小球的坐標值為固定值。

圖1 拍攝示意圖

圖2 拍攝用的比例尺

實驗過程：試驗分5組，每個運動員分別無負重、負體重4%沙背心、負體重6%沙背心、負體重8%沙背心、負體重10%沙背心進行全速跑，（如下圖3、圖4）

圖3 運動員無負重行進間跑

圖4 運動員負重跑

采用武漢體育學(xué)院運動生物力學(xué)教研室的Arial運動解析系統(tǒng)對拍攝的圖像進行解析。

2 結(jié)果與分析

2.1 負不同重量沙背心跑支撐階段下肢肢體運動學(xué)差異分析

2.1.1 支撐階段髖關(guān)節(jié)的運動學(xué)差異分析

2.1.1.1 支撐階段髖關(guān)節(jié)伸髖、屈髖速度差異分析

圖5 支撐腿伸髖速度、擺動腿屈髖速度

表1 支撐階段下肢各關(guān)節(jié)平均速度配對樣本T檢驗

由圖5可以知道，平均髖角速度隨著負重百分比的增大逐漸減?。粩[動腿屈髖速度趨勢是隨著負重百分比的增加逐漸減小，其中在負重10%時略微反彈。支撐腿伸髖速度由無負重時的512.5°/s減小為負重10%的461.5°/s；支撐階段擺動腿屈髖平均角速度從無負重時的461.0°/s降到負重10%時的432.2°/s。

由表1可以知道各負重百分比的支撐階段支撐腿平均髖角速度之間的配對樣本T檢驗并沒有顯著性差異；各負重百分比的支撐階段擺動腿屈髖平均角速度配對樣本T檢驗之間沒有顯著性差異。

2.1.1.2 兩大腿剪絞角速度差異分析

圖6顯示，兩大腿剪絞角速度的總趨勢是隨負重百分比的增加而逐漸變小，兩大腿剪絞角速度由無負重時的1163.8°/s降低到負重10%時的1020.5°/s，變化幅度為143.3°/s。

圖6 負重—兩大腿剪絞速度

由表1可以得知，無負重、負重6%分別與負重8%、負重10%配對樣本T檢驗有顯著性差異，P值分別為0.024、0.026、0.023、0.045。隨著負重的增加，兩大腿剪絞速度受沙背心外力的影響，剪絞速度受到影響，負重超過8%時，動作速度受到了顯著的影響。

2.1.2 支撐階段膝關(guān)節(jié)的運動學(xué)差異分析

2.1.2.1 支撐階段支撐腿膝角與擺動腿平均速度差異分析

圖7 負重—支撐腿、擺動腿膝角平均速度

由圖7可以得知，支撐階段支撐腿膝角平均速度隨負重百分比的增加而逐漸減??；擺動腿膝角速度隨著負重百分比的增加逐漸減小。支撐階段支撐腿膝角平均速度從無負重時的262.4°/s降到負重10%時的210.8°/s，變化幅度為51.7°/s。支撐階段擺動腿膝角平均速度從無負重時的516.4°/s降到負重10%時的460.2°/s，變化幅度為56.2°/s。

由表1可知，除了無負重與負重10%支撐腿膝角配對樣本T檢驗結(jié)果又顯著性差異外，其余各組配對樣本T檢驗都沒有顯著性差異；支撐階段擺動腿膝角速度配對樣本T檢驗中除了無負重與負重8%、負重10%配對樣本T檢驗有顯著性差異外（P＜0.05），其余配對樣本T檢驗并沒有顯著性差異。

2.1.3 負不同重量沙背心跑支撐階段踝關(guān)節(jié)的運動學(xué)差異分析

2.1.3.1 支撐階段支撐腿踝角平均角速度差異分析

從圖8可以看到，支撐階段支撐腿踝角平均角速度的變化趨勢隨負重百分比的增加而減小，支撐腿踝角平均角速度變化由無負重時的524°/s減小至負重10%時的488.8°/s，減小幅度為75.4°/s。

表1顯示，在各負重百分比的支撐腿踝角配對樣本T檢驗中只有無負重、負重4%、負重6%與負重10%以及無負重與負重8%的伸踝幅度的配對樣本T檢驗具有顯著性差異，其余各組均無顯著性差異。

2.1.3.2 支撐階段小腿回擺速度差異分析

圖8 負重—支撐階段支撐腿踝角平均角速度

圖9 小腿回擺速度

由圖9可知，小腿回擺速度的變化趨勢隨著負重百分比的增加逐漸減小，由無負重時的681.1°/s降到負重10%時的635.9°/s，變化幅度為45.2°

由表1可以看到，配對樣本T檢驗中各負重百分比之間并沒有顯著性差異。

2.2 討論

根據(jù)希爾方程得出的張力—速度曲線關(guān)系，當(dāng)肌肉收縮速度減小時肌肉的力量開始下降，反之當(dāng)肌肉收縮的速度增大時，肌肉的收縮力量減小。但張力與速度的變化不是成比例的由此可以推斷當(dāng)負沙背心的重量增加時，如果某個環(huán)節(jié)運動速度減小時，也就是代表這個環(huán)節(jié)周圍維持環(huán)節(jié)運動的肌肉的收縮速度下降，這樣肌肉的收縮力量就會變大，在不負重不影響動作結(jié)構(gòu)的情況下，所牽涉的肌肉就會增大收縮力，運動的負荷強度就會增大，因此達到專項力量的訓(xùn)練效果。

2.2.1 負不同重量沙背心跑對髖專項力量影響

從結(jié)果與分析中可以得出，與髖關(guān)節(jié)有關(guān)的運動學(xué)指標有支撐腿伸髖速度（伸髖肌群）、擺動腿屈髖速度（屈髖肌群）、兩大腿剪絞角速度（伸髖、屈髖肌群），支撐階段支撐腿平均伸髖角速度隨著負重百分比的增大逐漸減小，支撐腿伸髖角平均速度由無負重時的512.5°/s減小為負重10%的461.5°/s；擺動腿屈髖平均速度趨勢是隨著負重百分比的增加逐漸減小，其中在負重10%時略微反彈，支撐階段擺動腿屈髖平均角速度從無負重時的461.1°/s降到負重10%時的432.2°/s；兩大腿剪絞角平均速度的總趨勢是隨負重百分比的增加而逐漸變小，由無負重時1163.8°/s降低到負重10%時的1020.5°/s。根據(jù)希爾方程張力—速度曲線可以得出：由于支撐腿伸髖平均速度、擺動腿屈髖平均速度、兩大腿剪絞角平均速度的趨勢隨負重百分比的增加而逐漸減小，影響支撐腿伸髖平均速度、擺動腿屈髖平均速度、兩大腿剪絞角平均速度的肌群（伸髖肌群、屈髖肌群）所涉及的肌肉張力也成比例的增加。作為支撐階段不直接受力的擺動腿在支撐腿的影響下，其周圍的伸髖和屈髖肌群肌肉的張力也隨速度的減小增大，對髖關(guān)節(jié)的肌群的訓(xùn)練價值也體現(xiàn)在肌肉張力的增加。

2.2.2 負不同重量沙背心跑對膝專項力量影響

與膝關(guān)節(jié)有關(guān)的運動學(xué)指標有支撐階段支撐腿膝角速度（伸膝、屈膝肌群）、支撐階段擺動腿膝角速度（屈膝、伸膝肌群）、小腿回擺速度（參與肌群擺動腿伸膝肌群）。從結(jié)論與分析中可以得出：支撐階段支撐腿膝角平均速度隨負重百分比的增加而逐漸減小支撐階段支撐腿膝角平均速度從無負重時的262.4°/s降到負重10%時的210.8°/s，變化幅度為51.4°/s；擺動腿膝角速度隨著負重百分比的增加逐漸減小，動腿膝角平均速度從無負重時的516.4°/s降到負重10%時的460.2°/s，變化幅度為56.2°/s；小腿回擺速度由無負重時的681°/s降到負重10%時的635.9°/s，變化幅度為45.2°/s。根據(jù)希爾方程張力—速度曲線可以得出：由于支撐腿膝角速度、擺動腿膝角速度小腿回擺速度、變化趨勢隨負重百分比的增加而逐漸減小，影響支撐腿踝角速度、擺動腿踝角速度、小腿回擺速度所涉及的肌肉張力也成比例的增加，這就意味著這些肌肉在負沙背心后的負荷增大，訓(xùn)練價值也在于此。

2.2.3 負不同重量沙背心跑對踝專項力量影響

從結(jié)論與分析中可以得出與踝關(guān)節(jié)有關(guān)的支撐腿踝角平均速度（伸踝肌群）支撐腿踝角平均角速度變化支撐階段變化趨勢隨負重百分比的增加而增大，變化由無負重時的90.4°/s減小至負重10%時的85.9°/s，減小幅度為為4.5°/s。同樣根據(jù)希爾方程張力—速度曲線可以得出：由于支撐腿踝角速度變化趨勢隨負重百分比的增加而逐漸減小，影響支撐腿踝角速度、擺動腿踝角速度所涉及的肌肉張力也成比例的增加，這就意味著這些肌肉在負沙背心后的負荷增大，達到訓(xùn)練目的。

2.2.4 對于負沙背心跑最佳負重百分比探討分析

表2 對配對樣本T檢驗顯著性差異的統(tǒng)計

由表2統(tǒng)計可知，在所有顯著性差異中，由于負重4%自身體重的試驗占4%；由于負重6%自身體重而產(chǎn)生顯著性差異的有11%；由于負重8%自身體重而產(chǎn)生顯著性差異的有38%；由于負重6%自身體重而產(chǎn)生顯著性差異的有47%。可見負重8%、10%所產(chǎn)生的顯著性差異（P＜0.05）占了所有顯著性差異的85%。研究證明專項力量應(yīng)該接近、符合或超過專項比賽動作要求時，才會取得理想的訓(xùn)練效果，只有專項力量訓(xùn)練與專項運動的動作幅度、速度、肌肉用力特征、工作方式、供能系統(tǒng)和心理適應(yīng)性無限接近時，才能達到最優(yōu)效果。負重8%、負重10%時，對跑的動作的影響太大，不符合專項力量的要求。而負沙背心重量小于等于自身體重6%時，對行進間跑的動作影響不是很大，同時對跑的各項運動學(xué)指標都有較大的影響，所以符合專項力量的要求。因此得出作為專項力量訓(xùn)練負沙背心跑負重重量不能超過運動員自身體重的6%。

負重百分比小于6%越接近0時，負沙背心跑就越接近無負重行進間跑，也就越接近完美的專項力量，但是對力量負荷的要求也越來越不符合。而負重百分比大于6%，越來越大時，負重的重量也就越大，雖然會提高力量訓(xùn)練的強度，提高對肌肉力量的刺激，對專項運動的動作幅度、速度、肌肉用力特征、工作方式、供能系統(tǒng)和心理適應(yīng)性影響越來越大，造成行進間跑動作緩慢、變形，不利于專項成績的提高，有可能造成速度障礙，與一般的基礎(chǔ)力量的訓(xùn)練價值類似。

在負沙背心跑時，速度隨著負重百分比的增加逐漸減小，各負重百分比速度配對樣本T檢驗都具有顯著性差異，因此負重時會降低行進間跑的速度不利于肌肉形成速度感。為了克服這一缺點，建議采用此類型專項力量訓(xùn)練時可采用負沙背心的同時采用牽引跑的方法，在不降低或增大速度同時，加大對肌肉的負重強度和刺激，提高運動員的專項力量訓(xùn)練的效果。

3 結(jié)論與建議

（1）不同重量負沙背心跑在下肢支撐過程中，支撐腿、擺動腿的髖、膝、踝收縮速度減小、負重后的肌肉張力會增加，對髖關(guān)節(jié)的蹬伸擺動力量、膝踝關(guān)節(jié)肌肉SSC力量的發(fā)展都有獨到的作用，更接近于短跑專項力量的要求。

（2）作為專項力量訓(xùn)練手段，負沙背心跑的重量不宜超過運動員自身體重的6%；負重重量低于運動員自身體重的6%可用于高速度低負荷的下肢專項力量訓(xùn)練；負重重量高于運動員自身體重6%可作為低速度高負荷的下肢基礎(chǔ)力量訓(xùn)練。

（3）鑒于負沙背心跑影響速度的缺點，建議采用負沙背心牽引跑或者負沙背心順風(fēng)跑的方式來彌補負沙背心跑的不足。通過助力的方式使運動員保持或者超過原來速度的情況下增加對下肢肌肉的刺激，使運動員在沒有速度損失或較少速度損失的情況下完成專項力量。

［1］王志強.短跑途中跑支撐擺動技術(shù)生物力學(xué)機制研究［J］.體育科學(xué)，2005（7）：88-94.

［2］李雙成.短跑的助力與阻力訓(xùn)練［J］.北京體育大學(xué)學(xué)報，2003（1）：130-131.

［3］金發(fā)倉.短跑途中跑的支撐力量分析［J］.西安體育學(xué)院學(xué)報，1985（1）：27-30.

Influence of Running with Sand Vest on Leg Force Training of Intermediate Running

YU Run-sheng
（Sport Science and Technology Dept.，Wuhan Sport Univ.，Wuhan 430079，China）

The foreign researches show that running with bearing can improve the leg extensor and reactive power proved by the experiment and training.However，the influence of different bearings on sprint skills and the effect of different bearings on force training are not systematically studied.The paper studies the influence of the running with sand vest on the leg force training of the intermediate running.

sprint；intermediate running；leg force；running with sand vest

G822.1

A

1672-268X（2013）05-0081-04

2013-08-21）

湖北省教育廳科學(xué)研究計劃項目（D20134101）。