背越式跳高起跳階段起跳腿的生物力學(xué)特征分析及心理因素對跳高成績的影響

摘 要：方法：從運(yùn)動生物力學(xué)角度分析跳高的起跳動作，通過使用Qualisys光學(xué)動作分析捕捉系統(tǒng)，分析內(nèi)蒙古師范大學(xué)跳高專項(xiàng)學(xué)生在起跳中存在著問題，以及研究心理因素對起跳蹬力的影響從而討論其對跳高成績的影響。目的：研究跳高起跳階段中起跳腿力學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動員在跳高中存在的技術(shù)動作問題，研究跳高運(yùn)動員的心理因素對跳高成績的影響。結(jié)果：（1）起跳過程中蹬力最大時，膝關(guān)節(jié)的位置在149.9±7.7°。（2）跳高專項(xiàng)運(yùn)動員在起跳離地瞬間的技術(shù)動作與國內(nèi)優(yōu)秀運(yùn)動員之間的比較仍然存在著明顯的差異，主要是在髖關(guān)節(jié)與踝關(guān)節(jié)。（3）從不同的心理暗示的影響來看，適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)激勵對與運(yùn)動員的成績的提高是有利的。意義：找出跳高起跳技術(shù)動作中存在的問題，以及心理因素對跳高成績的影響，希望能為我國跳高項(xiàng)目水平的提高有促進(jìn)作用，并為后續(xù)研究提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：跳高 起跳腿 生物力學(xué)分析 心理因素

中圖分類號：G823.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-8882（2014）08-0-03

1 引言

跳高是一項(xiàng)集助跑、起跳、過桿和落地四個階段的田徑項(xiàng)目。它第一次成為比賽項(xiàng)目是在1800年蘇格蘭運(yùn)動會上，在歷屆的奧運(yùn)賽事上，我國曾在跳高領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)一些優(yōu)秀的運(yùn)動員，其中女子有鄭鳳榮、吳浮山、葉佩素、金玲等，男子有朱建華等一批跳高名將。但當(dāng)這些運(yùn)動員退役后我國的跳高運(yùn)動的發(fā)展出現(xiàn)了停滯不前的現(xiàn)象。在最近的十年之內(nèi)甚至沒有運(yùn)動員有資格去參加奧運(yùn)會。因此，為提高我國跳高運(yùn)動員的實(shí)力水平，充分挖掘其潛力，使其能進(jìn)入奧運(yùn)會，是近幾年來我國教練員、科研人員所關(guān)心的話題。

跳高技術(shù)的發(fā)展有過5次重要的技術(shù)改革，分別是跨越式、剪式、滾式、俯臥式和背越式。但究其根本，跳高無非是讓運(yùn)動員通過助跑并且起跳來翻越障礙，其中助跑是為跳高提供了水平上的速度以及將水平速度轉(zhuǎn)為垂直方向上的動能，而起跳的過程是為了銜接這個過程重要樞紐。所以，我認(rèn)為跳高的起跳環(huán)節(jié)是較為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。目前，國內(nèi)對于跳高運(yùn)動的研究主要是以下幾個方面：（1）跳高過程中助跑、起跳等階段的生物力學(xué)分析。（2）跳高過程中運(yùn)動員心理問題的研究。（3）跳高運(yùn)動員的訓(xùn)練方法包括身體素質(zhì)和心理的訓(xùn)練方法。（4）跳高運(yùn)動員的選材問題，等等。

而本次研究的主要目的是為了解決以下幾個問題：（1）找出起跳過程中起跳腿的蹬力最大時膝關(guān)節(jié)角度。（2）我校跳高專項(xiàng)運(yùn)動員的技術(shù)動作與國內(nèi)優(yōu)秀運(yùn)動員的技術(shù)動作的比較。（3）不同心理暗示對起跳時最大蹬力的影響，從而分析心理因素對成績的影響。

2 研究設(shè)計(jì)及實(shí)施

2.1 研究對象

內(nèi)蒙古師范大學(xué)跳高專項(xiàng)運(yùn)動員3人。

2.2 實(shí)驗(yàn)器材

6臺SONY高解析度攝影儀、Qualisys光學(xué)動作分析捕捉系統(tǒng)和自帶的QTM系統(tǒng)、壓電晶體三維測力臺40*60cm一臺。

2.3 實(shí)驗(yàn)實(shí)施

在3名運(yùn)動員起跳腿的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的位置上貼上反光貼，再將設(shè)備進(jìn)行定標(biāo)，誤差系數(shù)定為0.71。對每名運(yùn)動員進(jìn)行測試，在最高成績時進(jìn)行3次成功試跳，測取運(yùn)動員起跳腿的最大蹬伸力量和髖、膝、踝關(guān)節(jié)在最大蹬伸力量時的關(guān)節(jié)角度，起跳腿離地瞬間的髖、膝、踝關(guān)節(jié)的角度和各關(guān)節(jié)最大緩沖角度。

心理因素影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為，對運(yùn)動員進(jìn)行單盲處理，實(shí)際跳高高度為各運(yùn)動員的最高成績，但是告知運(yùn)動員時的高度為最高成績加上3cm和5cm的高度，然后讓運(yùn)動員進(jìn)行3次試跳，觀察最大蹬伸力量的變化。

2.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 18.0對采取的參數(shù)進(jìn)行數(shù)理分析，心理因素方面做單因素方差分析，離地瞬間各關(guān)節(jié)角度與國內(nèi)優(yōu)秀運(yùn)動員技術(shù)動作分析做單樣本T檢驗(yàn)，取P<0.05有顯著差異。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 起跳過程中起跳腿的蹬力最大時膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度

3名運(yùn)動員在最大蹬力時的膝關(guān)節(jié)角度如表1所示。

表1 起跳過程中起跳腿的蹬力最大時膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度

序號膝關(guān)節(jié)角度（°）最大蹬力（N）

1153.1

157.1

160.2

156.8±3.66387.6

6298.7

6487.6

6391.3±94.5

2152.6

149.6

152.7

151.6±1.86510.2

7000.1

6897.7

6802.6±258.4

3148.2

139.2

136.7

141.3±6.05311.2

5734.3

5624.7

5556.7±219.6

整體均值149.9±7.76250.2±577.3

3.2 起跳階段離地瞬間髖、膝、踝關(guān)節(jié)的最大角度以及各關(guān)節(jié)的最大緩沖角度

各運(yùn)動員在起跳離地瞬間起跳腿的髖、膝、踝關(guān)節(jié)的最大角度和各個關(guān)節(jié)的緩沖角度如表2所示。表3數(shù)據(jù)顯示的是三名運(yùn)動的離地瞬間，起跳腿蹬伸的角度與國內(nèi)優(yōu)秀運(yùn)動員起跳瞬間起跳腿蹬伸角度[1]間的對比。其中髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)與國內(nèi)優(yōu)秀運(yùn)動員的比較存在著顯著性差異。

表2 離地瞬間髖、膝、踝關(guān)節(jié)的最大角度及各關(guān)節(jié)最大緩沖角度

序號髖關(guān)節(jié)膝關(guān)節(jié)踝關(guān)節(jié)緩沖角度（髖）緩沖角度（膝）緩沖角度（踝）

1165.3163.2130.33.61510.1

167.4166.4128.4520.211.2

160.2170.1125.44.118.19.8

164.3±3.7166.6±3.4128.0±2.54.2±0.717.8±2.610.4±0.7

2163.1169.2124.14.1188.6

159.2170.1130.23.721.211.2

162.3165.3127.27.626.314.3

161.5±2.1168.2±2.6127.2±3.15.1±2.121.8±4.211.4±2.9

3158.2157.2130.25.217.112.3

160.3150.2129.26.316.211.2

161.7159.3120.18.115.511.7

141.4±6.0155.6±4.8126.5±5.66.5±1.516.3±0.811.2±1.6

整體均值162.0±3.0163.4±6.8127.2±3.55.3±1.718.6±3.511.2±1.6

表3 離地瞬間各關(guān)節(jié)角度與國內(nèi)優(yōu)秀運(yùn)動員的關(guān)節(jié)角度比較

跳高專項(xiàng)學(xué)生優(yōu)秀運(yùn)動員P值

髖關(guān)節(jié)162.0±3.0167.0±5.00.001

膝關(guān)節(jié)163.4±6.8167.9±5.40.083

踝關(guān)節(jié)127.2±3.5140.7±4.60.000

3.3 不同心理暗示下對最大蹬力的影響

表4表示運(yùn)動員在三次不同心理暗示的情況下進(jìn)行試跳，所測取的最大蹬力間的比較。

表4 不同心理暗示下的最大蹬力

最高成績（A）最高成績+3cm（B）最高成績+5cm（C）

最大蹬力6250.23±577.276645.14±486.206724.69±478.07

注：其中（A）、（B）之間P值為0.063，（A）、（C）之間P值為0.117，（B）、（C）之間P值為0.746。

4 分析

4.1 起跳過程中起跳腿的蹬力最大時膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度結(jié)果分析

從表1的結(jié)果可以看出內(nèi)蒙古師范大學(xué)跳高專項(xiàng)運(yùn)動員在起跳過程當(dāng)中在膝關(guān)節(jié)位于149.9±7.7°時，起跳腿對地面的蹬力最大。也就是說運(yùn)動員在獲得起跳高度上主要取決于此時膝關(guān)節(jié)的爆發(fā)力，那么在日常的訓(xùn)練當(dāng)中，我們就可以加強(qiáng)運(yùn)動員在這個膝關(guān)節(jié)角度的范圍加強(qiáng)力量訓(xùn)練以增加起跳是的爆發(fā)力。

4.2 離地瞬間各關(guān)節(jié)的最大角度及緩沖角度與國內(nèi)優(yōu)秀運(yùn)動員之間比較的結(jié)果分析

寫者認(rèn)為，跳高的高度取決于起跳腿緩沖的勢能以及該能的使用效率，也有學(xué)者將緩沖勢能稱為“退讓性工作”。其勢能的大小主要是以該關(guān)節(jié)緩沖的幅度來體現(xiàn)，也就是從緩沖角度上反映出來。而其勢能的利用效率主要是由起跳腿蹬地時間來反映，有研究報(bào)告表明，國內(nèi)外運(yùn)動員的起跳蹬地時間大約為0.13-0.17s之間，也就是說在起跳的蹬地時間上，國內(nèi)外的優(yōu)秀運(yùn)動員沒有顯著性的差異。但對與蹬地的反應(yīng)時間的長短學(xué)者持不同態(tài)度，而寫者認(rèn)為只要反應(yīng)時間能盡量縮短，以保持能量最大的使用效率。德拉岡坦契奇認(rèn)為“背越式最理想的體態(tài)是以幅度為主的跳高技術(shù)并將起跳時間縮短至0.16s”。

據(jù)表2、3的結(jié)果可知3名運(yùn)動員在離地瞬間的髖、膝、踝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度分別為162±3.0°、163. 4±6.8°、127.2±3.5°，最大緩沖角度分別5.3±1.7°，18.6±3.5°，11.2±1.6°。首先分析其離地瞬間的關(guān)節(jié)角度的差異。因?yàn)橹挥须x地瞬間的關(guān)節(jié)角度越大，該彈性勢能才能更好的發(fā)揮出來。從表3的結(jié)果來看，內(nèi)蒙古師范大學(xué)跳高專項(xiàng)的運(yùn)動員，在離地瞬間髖、膝、踝關(guān)節(jié)的最大角度與國內(nèi)優(yōu)秀運(yùn)動員之間的差異主要是在髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)上。尤其是踝關(guān)節(jié)的差值比較明顯。這也許與日常訓(xùn)練當(dāng)中我注重膝關(guān)節(jié)的蹬伸訓(xùn)練，而忽視踝關(guān)節(jié)的訓(xùn)練有關(guān)。小腿三頭肌是起跳過程中一個重要的原動肌，在起跳過程中它能提供大約26%的力量，而股四頭肌供能比例大約為70%。所以從這個結(jié)果可以看出，我們在訓(xùn)練的同時有必要加強(qiáng)踝關(guān)節(jié)的訓(xùn)練。同時也可以看出，這3名專項(xiàng)運(yùn)動員的起跳離地瞬間的技術(shù)動作還是有所欠缺，但是跟國內(nèi)青少年的跳高時起跳腿的膝關(guān)節(jié)的角度很相近。理論上離地瞬間時的關(guān)節(jié)角度達(dá)到180°是最為理想，可是由于各種條件的限制，做到這點(diǎn)確實(shí)很困難，跳高歷史上也就女子科斯迪諾娃可以做到這一點(diǎn)，同樣她的成績也是十分的優(yōu)秀[5]。

從三個緩沖的角度來看，膝關(guān)節(jié)的緩沖角度是最大的，這也十分符合我們?nèi)梭w的結(jié)構(gòu)，類似與彈簧被壓縮，然后爆發(fā)出巨大的能量。膝關(guān)節(jié)是我們起跳瞬間儲存能量的主要關(guān)節(jié)。

所以，我們在日常訓(xùn)練當(dāng)中要注意以下兩點(diǎn)：（1）起跳時的各個關(guān)節(jié)的角度要盡量充分的蹬伸，也就是注重標(biāo)準(zhǔn)的跳高技術(shù)動作。（2）盡量縮短起跳的蹬地時間，這樣可以使能力的利用率達(dá)到最大化，因此要注意下肢爆發(fā)力的訓(xùn)練。

4.3 不同心理暗示下的最大蹬力間比較分析

跳高比賽中，其實(shí)各個運(yùn)動員的最好成績都相差無幾，那么什么是決定每次比賽的關(guān)鍵。有學(xué)者認(rèn)為，跳高運(yùn)動員的心理是關(guān)鍵的原因之一。因?yàn)樘叩倪^程就是那么一瞬間，心理的狀態(tài)不良對比賽的結(jié)果影響就及其重要。過于興奮的心理狀態(tài)，容易使動作僵硬，難以更好的完成起跳過竿的動作。消極的心理狀態(tài)，容易使起跳的力量、助跑速度下降，同樣也不容易產(chǎn)生好的成績。

而本文主要針對運(yùn)動員在每次調(diào)整高度后心理產(chǎn)生的一種目標(biāo)激勵的心理狀態(tài)，研究這種狀態(tài)對于跳高起跳時的蹬力的影響。在長期的研究中發(fā)現(xiàn)，目標(biāo)是誘發(fā)動機(jī)的原因，目標(biāo)的設(shè)置直接關(guān)系到動機(jī)的方向和強(qiáng)度，正確有效的目標(biāo)可以集中能量、激發(fā)、引導(dǎo)人的活動，是行為的重要推動和指導(dǎo)力量。由表4可以看出，在每次“改變”高度后，運(yùn)動員在起跳時的發(fā)力有所增加。在3cm的心理暗示下，運(yùn)動似乎認(rèn)為這個高度自己可以去完成，所以比自己本身的在最高成績時所用的力量有增大的趨勢，為了更好的完成這個高度。而5cm對于運(yùn)動員來說或許難度增加的比較明顯，在實(shí)驗(yàn)過程中，第一次的力量增加明顯，后面的蹬力都有所下降。這與之前的研究結(jié)果也相符合。同時，這也說明在明確的目標(biāo)面前，如果目標(biāo)可以通過努力去完成，那么這種積極的狀態(tài)可以時運(yùn)動員的成績有所提高，反之，則相反，在明知不可能完成的任務(wù)下，運(yùn)動員的積極性就會降低。

5 結(jié)論

從本次針對內(nèi)蒙古師范大學(xué)跳高專項(xiàng)運(yùn)動員起跳技術(shù)動作中的研究發(fā)現(xiàn)：

1、起跳過程中蹬力最大時，膝關(guān)節(jié)的位置在149.9± 7.7°，那么我們在日常訓(xùn)練當(dāng)中，就可以在這個角度時增加膝關(guān)節(jié)的屈伸力量。

2、跳高專項(xiàng)運(yùn)動員在起跳離地瞬間的技術(shù)動作與國內(nèi)優(yōu)秀運(yùn)動員之間的比較仍然存在著明顯的差異，主要是髖關(guān)節(jié)與踝關(guān)節(jié)，如果改善這兩個關(guān)節(jié)的離地瞬間角度，或許對跳高成績能有所改善。

3、從不同的心理暗示的影響來看，適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)激勵對與運(yùn)動員的成績的提高是有利的，所以在日常的訓(xùn)練當(dāng)中，我們應(yīng)該開始注意運(yùn)動員的心理訓(xùn)練以及賽前心理的輔導(dǎo)。

希望本文能對我國跳高項(xiàng)目的發(fā)展能有所價值，也為我國能奪取奧運(yùn)賽事資格創(chuàng)造機(jī)會以及后續(xù)對此類的研究提供文獻(xiàn)資料，最后希望我國的運(yùn)動健兒能取得更好的成績。

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