足球運動員腳內(nèi)側(cè)踢球支撐腿肌肉力量和跳躍能力對球速的影響

傅旭波，潘德運，余保玲

在足球比賽中，運動員合理運用腳內(nèi)側(cè)踢球技術(shù)不僅可以增加球速、提高射門成功率，還可以在中長距離過人和防守解圍中占據(jù)優(yōu)勢。提高腳內(nèi)側(cè)踢球的球速，需提高踢球腿踢球瞬間的足部速度（部義峰等，2008；李路等，2018；Lees et al.，2010）。目前，以踢球腿為對象的研究中，探討如何提高踢球瞬時足部速度成為關(guān)注的焦點（蔣仲君，2010；焦太寬，2019；Kellis et al.，2007；Lees et al.，2010）。然而，腳內(nèi)側(cè)踢球由支撐腿蹬踏和踢球腿擺動踢球兩個技術(shù)階段構(gòu)成，支撐腿蹬踏技術(shù)是提高擺動踢球速度的前提，也是影響足部速度的關(guān)鍵。因此，近年對足球運動員踢球支撐腿的相關(guān)研究備受學(xué)者關(guān)注（馮章帥，2016；Inoue et al.，2014；Katis et al.，2010）。

支撐腿蹬踏時緩沖助跑獲得的水平速度，將其轉(zhuǎn)化為身體垂直速度的同時，受到了2～3倍自身體質(zhì)量的地面反作用力（Katis et al.，2010；Orloff et al.，2008）。這不僅是下肢三關(guān)節(jié)的屈伸運動，髖關(guān)節(jié)內(nèi)收、外展拮抗肌群也參與活動，支撐腿肌肉力量的合理發(fā)揮也是獲得較高球速的重要因素。從肌肉收縮形式上看，支撐腿蹬踏時主動肌先進行離心拉長，緊接著進行向心縮短，通過肌肉的“拉長-縮短周期”運動（stretch-shortening cycle，SSC）短時快速發(fā)力（李志遠 等，2019；盧志泉 等，2019；徐飛，2007）。Chelly等（2001）和Zushi（2006）發(fā)現(xiàn)，跳躍運動、加速跑和各種步伐移動等以SSC運動為主要肌肉收縮形式的身體活動與相應(yīng)的運動表現(xiàn)間存在緊密的內(nèi)在聯(lián)系，暗示支撐腿肌群SSC運動能力可能對球速提高產(chǎn)生重要影響。但目前鮮見探討球速與支撐腿肌肉力量間關(guān)系方面的研究，且較少涉及與跳躍能力間關(guān)聯(lián)性的研究（Masuda et al.，2005）。在任意球或點球等沒有防守的情況下，需采用較長距離的助跑以獲得較高的球速，支撐腿在蹬踏時要發(fā)揮出較大力量以維持身體所獲得的動量。然而，隨著助跑速度的增加，支撐腿力量或跳躍能力發(fā)生的變化尚待詳細探討。因此，本研究旨在探討不同助跑速度條件下支撐腿肌肉力量和跳躍能力對腳內(nèi)側(cè)踢球球速的影響。考慮到踢球瞬時足部速度是球速獲得的前提和測量的便利性，研究采用足部速度，探討其與下肢肌肉力量和跳躍能力間的關(guān)系。

1 研究對象與方法

1.1 受試者

募集大學(xué)高水平運動隊男子足球運動員12名，年齡20.3±3.7歲，身高173.4±4.3 cm，體重66.3±4.3 kg，運動年限12.8±1.9年，運動等級為一級以上。實驗開始前向受試者充分說明研究的目的、方法以及可能出現(xiàn)的安全性問題，并取得受試者同意。測試前向受試者說明實驗的動作要求，并讓其進行充分練習(xí)。

1.2 實驗動作、測試方法和計算指標

1.2.1 腳內(nèi)側(cè)踢球動作的測試

1.2.1.1 實驗設(shè)計

受試者進行5 min熱身后，采用4種條件的助跑距離進行踢球測試，設(shè)定條件分別是離球1 m、3 m、7 m和自由（Free）的助跑距離，F(xiàn)ree距離為在3～7 m范圍內(nèi)運動員自我感覺舒適的距離。助跑路線的延長線上設(shè)置一個球門模型式擋網(wǎng)，以便實施最大努力腳內(nèi)側(cè)踢球。足球放置在測力臺中央側(cè)方，踢球時支撐腿足部蹬踏到測力臺上。各種助跑條件下受試者踢球動作技術(shù)采用5級自評分的方式，取4分以上采集成功的實驗動作2次，將腳部速度最高1次動作作為分析對象，各動作測試間讓受試者休息充分以消除疲勞的影響。

1.2.1.2 測試方法

運用10臺紅外線高速運動捕捉系統(tǒng)（250 Hz，Vicon MX＋，美國）采集受試者腳內(nèi)側(cè)踢球動作的運動學(xué)數(shù)據(jù)，同時利用三維測力臺（1 000 Hz，Kistler公司）采集支撐腿蹬踏時地面反作用力數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進行A/D轉(zhuǎn)換后在筆記本電腦上進行（Lenovo公司）讀取。建立靜止三維坐標系，將沿助跑行進方向水平左右方向定義為X分量，水平前后方向定義為Y分量，垂直上下方向定義為Z分量。

1.2.1.3 計算指標

1）關(guān)節(jié)角度和關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩。采用14環(huán)節(jié)全身剛體模型，身體各部分重心位置、質(zhì)量、慣性力矩等慣性參數(shù)根據(jù)美國Dempster人體模型計算。根據(jù)所采集的攝像建立三維身體坐標點，測力臺所測取的地面反作用力數(shù)據(jù)采用逆動力學(xué)根據(jù)髖、膝關(guān)節(jié)屈伸軸以及髖關(guān)節(jié)外展內(nèi)收軸計算出相應(yīng)的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩和角度，并通過時間微分計算出關(guān)節(jié)角速度（金季春，2007）。以上坐標系標定和關(guān)節(jié)角度定義與Kariyama等（2013）中所設(shè)定的相同。地面反作用力以及全部關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩根據(jù)體重計算出相對值。為了客觀、準確地反映人體運動的關(guān)節(jié)角度和轉(zhuǎn)矩等數(shù)值變量比較，對時間進行標準化處理，取支撐腿足部著地到踢球腿足部觸球時刻的時間為100%，最小分辨率為1 Hz。

2）腳部速度、球速和助跑速度。支撐腿足部著地到踢球腿足部觸球時刻的時間選取以地面反作用力數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將各受試者體質(zhì)量的3%作為支撐腿足部著地和球上升起始點的標準。助跑速度為支撐腿足部著地時身體重心速度，足部速度為踢球腿足部觸球時刻的重心速度。為了排除身體重心速度的影響，將足部速度減去踢球腿足部觸球時刻重心速度計算出相對足部速度。腳內(nèi)側(cè)踢球時雖然利用助跑可以提高足部速度，但隨著助跑速度增加，足部速度繼續(xù)保持提高趨勢則可能比較困難。因此，研究中也計算1 m到7 m助跑條件足部速度和相對足部速度的變化率，進一步探討助跑速度增加時足部速度。在計算足部速度和身體重心速度時，收集三維數(shù)據(jù)時去除踢球后的數(shù)據(jù)，踢球前30幀的數(shù)據(jù)反向插入到踢球后，將其數(shù)據(jù)進行時間微分化（Shinkai et al.，2009）。球速通過在球上粘貼4點Mark球確定重心，同時，獲取足部離開球后5幀期間球重心通過的位移，利用位移/5幀時間（0.02 s）計算出球的平均速度。

1.2.2 等速肌力測試

采用德國ISOMED 2000等速肌力訓(xùn)練測試系統(tǒng)在60°/s、180°/s和 300°/s角速度條件下測取踢球腿和支撐腿髖、膝關(guān)節(jié)屈曲和伸展肌力，以及髖關(guān)節(jié)外展和內(nèi)收肌力。測量髖關(guān)節(jié)外展和內(nèi)收肌力時，根據(jù)Masuda等（2005）得出的高于240°/s角速度條件下時，無法精確測量髖關(guān)節(jié)外展、內(nèi)收肌力的結(jié)論，本研究僅在60°/s和180°/s兩種角速度條件進行測量。進行等速肌力測試前均進行充分熱身，各種條件下盡最大努力實施5次，取峰值力矩最大值的一次測試作為分析對象。

1.2.3 跳躍能力測試

充分熱身后，受試者分別在測力臺上進行雙側(cè)足蹬踏的下蹲跳（counter-movement jump，CMJ）和反彈跳（double-leg rebound jump，DRJ）。此外，還分別進行單側(cè)足蹬踏的反彈跳（single-leg rebound jump，SRJ），包括踢球腿（kicking leg single-leg rebound jump，K-SRJ）和 支 撐 腿（supporting leg single-leg rebound jump，S-SRJ）足部蹬踏的反彈跳。

通常采用CMJ跳躍高度和RJ-index來分別表示CMJ跳躍能力和RJ跳躍能力。CMJ是從站位姿勢開始，利用下蹲反動動作盡量往高處跳。DRJ、K-SRJ和S-SRJ是從站立姿勢開始，雙腿或單腿進行連續(xù)5次的縱跳運動，在此期間要求蹬踏時間盡可能短，并口頭指示其盡量往高處跳。從5次跳躍中選擇姿勢良好，且受試者個人感覺是比較完美的動作，同時選取RJ-index最高的一次跳躍作為分析對象。在所有跳躍動作中，要求其兩手叉腰進行跳躍，每種跳躍練習(xí)間需要進行充分休息。以所測的地面反作用力數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將各位受試者體質(zhì)量的5%作為離地及觸地的判定標準。根據(jù)跳躍高度，DRJ、K-SRJ和S-SRJ中通過以下公式來算出RJ-index：跳躍高度（RJ-JH=1/8·g·Ta2，g=9.81 m/s，Ta為滯空時間），RJ-index=跳躍高度/足部著地時間（李志遠 等，2019；Endo et al.，2007）。

1.3 統(tǒng)計分析

各測定項目用平均值±標準差表示，各助跑條件間變量特征采用單因素方差分析，F(xiàn)值有顯著差異的項目根據(jù)Bonferroni法進行多重比較，為了降低統(tǒng)計檢驗顯著性水平的臨界值，在兩兩比較時考慮Bonferroni的校正。各測定項目間的相關(guān)系數(shù)采用Person法計算，顯著性水平取α=0.05，*為P＜0.05，**為P＜0.01。

2 研究結(jié)果

2.1 不同助跑條件下腳內(nèi)側(cè)踢球足部速度、球速和助跑速度變化特征

隨著助跑距離的增加，球速、足部速度和助跑速度提高，支撐腿腳觸地到擺動腿腳觸球的時間縮短（表1）。球速和足部速度在Free和3 m條件相當，但顯著大于1 m條件、小于7 m條件（P＜0.05）；相對足部速度在Free、3 m和7 m條件相當，但均顯著大于1 m條件（P＜0.05）；助跑速度在各助跑條件之間均存在顯著性差異（P＜0.05）；支撐腿足部著地到踢球腿足部觸球的時間在Free和3 m條件相當，但顯著小于1 m條件、大于7 m條件（P＜0.05）。

表1 腳內(nèi)側(cè)踢球足部速度、球速和助跑速度Table 1 Foot Speed，Ball Speed andApproach Speed in Various Instep Kicks

2.2 不同助跑條件下支撐腿地面反作用力變化特征

隨著助跑距離的增加，水平左右、前后方向和垂直上下方向的地面反作用力增大，7 m條件顯著大于1 m、3 m和Free條件（P＜0.05），3 m和free條件顯著大于1 m條件（P＜0.05）。Free和3 m條件水平和垂直方向地面反作用力值相當，且未存在顯著性差異（P＞0.05，表2）。

表2 腳內(nèi)側(cè)踢球水平左右、水平前后和垂直上下方向的最大地面反作用力值Table 2 The Maximal Ground Reaction Force of Lateral，Horizontal and Vertical Directions in Various Instep Kicks N·kg-1

2.3 不同助跑條件下足部速度和相對足部速度與下肢等速肌力間的關(guān)系

1 m、3 m和7 m條件足部速度分別與180°/s條件踢球腿髖關(guān)節(jié)伸展、內(nèi)收和外展峰值力矩間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05）；1 m和Free條件足部速度分別與60°/s條件支撐腿髖關(guān)節(jié)外展峰值力矩間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05）；1 m條件足部速度與180°/s條件支撐腿髖關(guān)節(jié)屈曲峰值力矩間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05），1 m、7 m和Free條件足部速度與180°/s條件支撐腿髖關(guān)節(jié)外展峰值力矩間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05），3 m、7 m和Free條件足部速度與180°/s條件支撐腿髖關(guān)節(jié)內(nèi)收峰值力矩間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05）；1 m、3 m和7 m條件足部速度與300°/s條件支撐腿髖關(guān)節(jié)伸展峰值力矩間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05，表3～6）。

表3 等速峰值力矩Table 3 Maximal Isokinetic Strength

表4 足部速度與膝關(guān)節(jié)伸展、屈曲峰值力矩間的相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation Coefficients among Foot Speed and Peak Torque of Isokinetic Knee Extension and Flexion

表5 足部速度與髖關(guān)節(jié)伸展、屈曲峰值力矩間的相關(guān)系數(shù)Table 5 Correlation Coefficients among Foot Speed and Peak Torque of Isokinetic Hip Extension and Flexion

表6 足部速度與髖關(guān)節(jié)外展、內(nèi)收峰值力矩間的相關(guān)系數(shù)Table 6 Correlation Coefficients among Foot Speed and Peak Torque of Isokinetic Hip Abduction and Adduction

3 m和7 m助跑條件相對足部速度與60°/s條件下踢球腿髖關(guān)節(jié)內(nèi)收峰值力矩間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05），3 m助跑條件相對足部速度分別與180°/s條件下支撐腿髖關(guān)節(jié)內(nèi)收峰值力矩間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05）；1 m、3 m和7 m條件相對足部速度與180°/s條件下支撐腿髖關(guān)節(jié)外展峰值力矩間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05），3 m、7 m和Free條件足部速度與180°/s條件支撐腿髖關(guān)節(jié)內(nèi)收峰值力矩間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05，表7～9）。

表7 相對足部速度與膝關(guān)節(jié)伸展、屈曲峰值力矩間的相關(guān)系數(shù)Table 7 Correlation Coefficients among Relative Foot Speed and Peak Torque of Isokinetic Knee Extension and Flexion

表8 相對足部速度與髖關(guān)節(jié)伸展、屈曲峰值力矩間的相關(guān)系數(shù)Table 8 Correlation Coefficients among Relative Foot Speed and Peak Torque of Isokinetic Hip Extension and Flexion

表9 相對足部速度與髖關(guān)節(jié)外展、內(nèi)收峰值力矩間的相關(guān)系數(shù)Table 9 Correlation Coefficients among Relative Foot Speed and Peak Torque of Isokinetic Hip Extension and Flexion

2.4 不同助跑條件下足部速度和相對足部速度與跳躍能力間的關(guān)系

各種助跑條件下足部速度和相對足部速度與CMJH、DRJ-index和K-SRJ-index間均無相關(guān)關(guān)系（P＜0.05）；3 m、7 m、Free條件下足部速度和相對足部速度與S-SRJ-index間存在非常顯著性（P＜0.01）或顯著性正相關(guān)（P＜0.05，表11）。

表10 各種跳躍能力Table 10 Ability of Various Jumps

表11 足部速度、相對足部速度與跳躍能力間的相關(guān)系數(shù)Table 10 Correlation Coefficients among Foot Speed，Relative Foot Speed andAbility of Various Jumps

60°/s、180°/s和300°/s條件下支撐腿髖關(guān)節(jié)伸展峰值力矩與S-SRJ-index間均無相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），而60°/s和180°/s條件下支撐腿髖關(guān)節(jié)外展峰值力矩與S-SRJ-index間均存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05）。

1～7 m條件足部速度變化率與S-SRJ-index、60°/s和180°/s條件下支撐腿髖關(guān)節(jié)外展峰值力矩間均未存在相關(guān)關(guān)系（P＞0.05），相對足部速度僅與S-SRJ-index間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05），而與60°/s和180°/s條件下支撐腿髖關(guān)節(jié)外展峰值力矩間均未存在相關(guān)關(guān)系（P＞0.05，圖2）。

2.5 不同助跑條件下支撐腿髖、膝關(guān)節(jié)角速度和轉(zhuǎn)矩變化特征

膝關(guān)節(jié)伸展力矩從支撐腿足部著地到踢球腿足部觸球瞬間逐漸增加，角速度則呈現(xiàn)在“屈曲—伸展”軸負值方向先屈曲后伸展的變化趨勢，且膝伸展力矩和角速度均隨著助跑距離的增加而增大（圖3）。對髖關(guān)節(jié)而言，無論哪種助跑距離，在前半部分時間段均主要為伸展力矩，后半部分為向外展方向逐漸增加的趨勢。同時，隨著助跑距離的增加，髖關(guān)節(jié)伸展力矩大小相當，而相比于1 m條件，3 m、7 m和Free助跑條件下外展力矩在整個時間階段呈現(xiàn)向更高值變化的趨勢。在各種助跑條件下髖關(guān)節(jié)角速度均在“屈曲-伸展”軸的正值（伸展）方向發(fā)生變化，同時也在“內(nèi)收-外展”軸的負值（內(nèi)收）方向發(fā)生變化，且負值方向的角速度在3 m、7 m和Free條件下相比于1 m條件呈現(xiàn)出向更高值變化的趨勢。

3 討論與分析

3.1 不同助跑條件下腳內(nèi)側(cè)踢球的運動學(xué)和地面反作用力變化特征分析

1～7 m條件下隨著助跑距離增加，助跑速度增加，足部速度和球速也隨之增大（表1～2）。同時，支撐腿足部著地到踢球腿足部觸球的時間隨著助跑速度增加而縮短，垂直方向地面反作用力隨著助跑速度增加而增大，在1 m、3 m和7 m助跑條件下分別約為體質(zhì)量的2倍、3倍和4倍。因此，隨著助跑速度增加，足部速度和球速逐漸增大，根據(jù)動量守恒定律Ft=mv2-mv1，要增加足部速度和球速，要求支撐腿具備較強的肌肉力量，以維持在較短觸地時間內(nèi)的較高總沖量值。

研究中將足部速度減去身體重心速度所得到的實際足部速度定義為相對足部速度。隨著助跑速度的增大，足部速度隨之增加，而相對足部速度則沒有發(fā)生相對應(yīng)的變化，7 m與3 m條件下其相對足部速度的大小相當。足部速度隨著助跑速度增加而增大的原因主要有以下兩點：1）從支撐腿足部著地到踢球腿擺動速度增加有效利用了一系列復(fù)雜機制；2）踢球時身體重心速度的增加。7 m條件助跑速度以及足部速度雖然大于其他條件，但相對足部速度則與3 m條件相當，暗示3～7 m條件足部速度增加原因可能是踢球時身體重心速度增加的影響所致，由于較高助跑速度條件支撐腿會在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的地面反作用力，通過有效利用支撐腿到踢球腿擺動速度增加的一系列復(fù)雜機制而獲得足部速度則比較困難。結(jié)合助跑條件特征探討對獲得足部速度提高起關(guān)鍵作用的支撐腿力量和跳躍能力，而未規(guī)定助跑距離的Free條件助跑速度高于3 m條件、低于7 m條件，同時，F(xiàn)ree條件的其他變量指標與3 m條件相當，而小于7 m條件的結(jié)果可以看出，F(xiàn)ree條件各變量指標具有3 m和7 m條件的中間特征。

3.2 影響腳內(nèi)側(cè)踢球足部速度的肌肉力量和跳躍能力要素分析

3.2.1 踢球腿

各種助跑條件下足部速度和相對足部速度與踢球腿各角速度條件下膝伸展、屈曲和髖關(guān)節(jié)屈曲峰值力矩間均未存在相關(guān)關(guān)系（P＞0.05），僅與踢球腿少數(shù)角速度條件下髖伸展、外展和內(nèi)收峰值力矩間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05，表3～9）。目前，對于球速和足部速度與踢球腿肌肉力量間是否存在關(guān)系，研究中觀點不一（Aagaard et al.，1996；Mognoni et al.，1994；Saliba et al.，2001），其主要原因可能是腳內(nèi)側(cè)踢球時受身體各環(huán)節(jié)相互作用產(chǎn)生的力矩影響較大（Nunome et al.，2006），而所產(chǎn)生的力矩主要通過支撐腿獲得，因此，踢球腿肌肉力量之外的要素可能對足部速度的影響更大。同時，足部速度和相對足部速度與CMJ跳躍高度、DRJ-index、踢球腿K-SRJ-index間均未存在相關(guān)關(guān)系（P＞0.05），而踢球腿髖關(guān)節(jié)內(nèi)收肌群力量與3 m條件的腳部速度，3 m和7 m條件下的相對腳部速度間均存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05，表11）。松尾等（2011）的研究表明，與腳內(nèi)側(cè)踢球具有同樣較高髖關(guān)節(jié)屈曲速度的加速跑動作中，髖關(guān)節(jié)內(nèi)收肌群可以穩(wěn)定髖關(guān)節(jié)，在髖關(guān)節(jié)伸展時起到屈曲的作用，進而影響髖關(guān)節(jié)的屈伸動作。因此，在腳內(nèi)側(cè)踢球和加速跑動作中，髖關(guān)節(jié)內(nèi)收肌群均可以通過控制髖關(guān)節(jié)屈伸速度來影響足部速度。

3.2.2 支撐腿

支撐腿作為腳內(nèi)側(cè)踢球動作起始點，在進行踢球動作中可以維持身體的平衡和穩(wěn)定，在增加足部速度方面起到重要作用（Inoue et al.，2014）。由于支撐腿在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的地面作用力，其肌肉力量和跳躍能力是獲得較高足部速度的重要前提。1 m、3 m和7 m助跑條件下足部速度與300°/s條件下支撐腿髖關(guān)節(jié)伸展峰值力矩間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05），而髖關(guān)節(jié)外展峰值力矩與所有助跑條件下足部速度和相對足部速度間均存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05，表3～9），暗示支撐腿髖關(guān)節(jié)伸展和外展肌力對腳內(nèi)側(cè)踢球時獲得較高足部速度影響較大。3 m、7 m、Free條件足部速度和相對足部速度與支撐腿SSRJ-index間均存在非常顯著（P＜0.01）和顯著性正相關(guān)（P＜0.05），而與雙腳蹬踏的DRJ-index間均未存在相關(guān)關(guān)系（P＞0.05，表 11）。Kariyama等（2013）對比了 SRJ和DRJ蹬踏腿發(fā)力特征間的差異，發(fā)現(xiàn)兩者雖然均為踝關(guān)節(jié)背屈肌群動員較大的跳躍運動，但SRJ相比于DRJ而言，其髖關(guān)節(jié)伸展肌群，特別是髖關(guān)節(jié)外展肌群動員較大，伸展和外展肌群所產(chǎn)生的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩對SRJ的完成能力影響較大。SRJ時髖關(guān)節(jié)伸展和外展肌群先進行離心拉長后進行向心縮短，通過肌肉的SSC運動產(chǎn)生較大力量，結(jié)合本研究中支撐腿SRJ-index與髖關(guān)節(jié)外展峰值力矩間存在顯著性正相關(guān)的結(jié)果，表明支撐腿單足反彈跳能力是3～7 m助跑踢球獲得較高速度的重要影響因素。內(nèi)側(cè)踢球時獲得較高足部速度的重要影響因素，其可能受到伴隨SSC運動的髖關(guān)節(jié)外展肌群力量發(fā)揮的影響。

髖關(guān)節(jié)外展肌力與足部速度和相對足部速度變化率間未存在相關(guān)關(guān)系（P＞0.05），僅S-SRJ-index與相對足部速度變化率間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05，圖1～2），暗示提高支撐腿反彈縱跳能力可以有效利用較高助跑速度獲得較高的相對足部速度。因此，髖關(guān)節(jié)伸展或外展肌力和支撐腿單足反彈縱跳能力是獲得較高足部速度和球速的關(guān)鍵因素。同時，運動員支撐腿單足反彈縱跳能力是有效利用助跑速度獲得足部速度的前提，伴隨SSC運動的髖關(guān)節(jié)外展肌力大小可能影響其單腿縱跳能力。通過以上關(guān)聯(lián)性分析，發(fā)現(xiàn)腳內(nèi)側(cè)踢球時支撐腿與SRJ蹬踏的發(fā)力特征相類似，足部速度的獲得與助跑速度差異的關(guān)系較小，主要受到髖關(guān)節(jié)伸展或外展肌群發(fā)力特征影響，暗示較高助跑速度條件下支撐腿髖關(guān)節(jié)外展肌群通過SSC運動快速發(fā)力。但是，支撐腿各關(guān)節(jié)的發(fā)力特征隨著助跑速度增加發(fā)生的變化目前鮮見詳細探討。因此，計算出支撐腿髖、膝關(guān)節(jié)的角速度和轉(zhuǎn)矩，以進一步探討產(chǎn)生以上關(guān)聯(lián)性的原因。

圖1 支撐腿髖關(guān)節(jié)伸展、外展峰力矩與RJ-index間的關(guān)系Figure 1. Relationships among HipAbduction Strength of Supporting Leg and Hip Extension Strength，and RJ-index

圖2 支撐腿髖關(guān)節(jié)外展峰力矩、RJ-index與足部和相對足部速度變化率（7 m/1 m%）間的關(guān)系Figure 2. Relationships among Hip Abduction Strength of Supporting Leg，RJ-index and Foot Velocity and Rate of Change of Foot Velocity（7 m/1 m%）

各種助跑條件下髖關(guān)節(jié)在支撐腿足部著地到踢球腿足部觸球瞬間過程中，前半部分時段主要以伸展力矩、后半部分以外展力矩為主逐漸增加，髖關(guān)節(jié)伸展和外展肌力通過力矩的作用間接影響足部速度（圖3）。各種助跑條件髖關(guān)節(jié)伸展力矩大小相當，而3 m、7 m和Free條件相比于1 m條件髖關(guān)節(jié)外展力矩在整個時段呈現(xiàn)出向更高值增加的趨勢。各種助跑條件下角速度在環(huán)繞髖關(guān)節(jié)“伸展-屈曲”軸進行伸展動作的同時，環(huán)繞“內(nèi)收-外展”軸進行內(nèi)收動作。因此，髖關(guān)節(jié)外展肌群進行離心式拉長收縮，且3 m、7 m和Free條件的拉長速度高于1 m條件。SSC運動的離心式拉長過程可以進行肌肉的預(yù)備緊張或彈性勢能的貯藏，進而對接下來向心式縮短所增加的爆發(fā)力產(chǎn)生重要影響（李志遠等，2019；羅炯，2005）。基于此，在較高助跑條件下，支撐腿髖關(guān)節(jié)外展肌群與SRJ時蹬踏腿相類似，均通過肌肉“拉長-縮短”周期運動發(fā)揮出較大的力量。3 m、7 m和Free條件下足部速度與180°/s條件髖關(guān)節(jié)內(nèi)收肌力間存在顯著性正相關(guān)（P＜0.05，表3～9），雖然髖關(guān)節(jié)內(nèi)收肌力發(fā)揮作用，但在支撐腿足部著地后呈現(xiàn)出先增加后減小的模式。藤井範久等（1997）發(fā)現(xiàn)，外展力矩的下降并非是髖關(guān)節(jié)外展肌力降低，而是內(nèi)收肌群作為拮抗肌同時收縮，以中和向“內(nèi)收-外展”方向的外力所獲得的合力矩，提示在3 m以上較高助跑速度條件下，髖關(guān)節(jié)內(nèi)收肌群和外展肌群同時在前額狀面發(fā)揮作用以維持身體的穩(wěn)定性，可能更加有利于在踢球時獲得較高的足部速度。

圖3 支撐腿足部著地到踢球腿足部觸球瞬間髖、膝關(guān)節(jié)角速度和轉(zhuǎn)矩時間變化特征Figure 3. Averaged Patterns of Joint Velocity and Joint Torque of the Knee and Hip Joints at Supporting Foot from Touch down to Ball Impact at Kicking Foot in Various Kicks

3.3 訓(xùn)練學(xué)啟示

研究發(fā)現(xiàn)，腳內(nèi)側(cè)踢球時除了踢球腿以外，提高支撐腿肌肉力量和跳躍能力的也是獲得較高足部速度和球速的關(guān)鍵。然而，目前鮮見有關(guān)足球運動員支撐腿髖關(guān)節(jié)外展肌群重要性的研究，多集中在大腿前后肌群屈伸比和損傷預(yù)防的方面（Thorborg et al.，2011），以及蹬踏時快速變向方面（Masuda et al.，2005）。本研究從較高助跑速度的合理利用視角出發(fā)，指出支撐腿髖關(guān)節(jié)內(nèi)收和外展肌群力量的重要性。據(jù)此通過增強支撐腿力量來增加踢球時的足部速度。在相應(yīng)的力量訓(xùn)練手段中，“內(nèi)收-外展”肌群動員較大的傳統(tǒng)單腿蹲起或坐式蹬腿等高負荷抗阻練習(xí)可能會產(chǎn)生良好效果。采用與腳內(nèi)側(cè)踢球支撐腿發(fā)力特征相類似的SRJ和單足跳或跨步跳也可能產(chǎn)生良好效果。但是，由于進行SRJ練習(xí)要求在極短時間內(nèi)產(chǎn)生較大地面反作用力，無跳躍訓(xùn)練經(jīng)驗的運動員完成起來比較困難，在這種情況下應(yīng)先導(dǎo)入DRJ練習(xí)或增強髖關(guān)節(jié)外展肌群力量訓(xùn)練手段，進而循序漸進地選擇單足垂直和水平跳躍的訓(xùn)練手段。

4 結(jié)論與建議

隨著運動員助跑距離的增加，腳內(nèi)側(cè)踢球時身體重心速度和足部速度提高，進而使出球速度獲得提高；短距離（1 m）助跑時，踢球腿內(nèi)收肌力對球速具有主導(dǎo)影響，而進行中長距離（3 m和7 m）助跑時，支撐腿伸展、外展肌力和彈振式爆發(fā)力則成為影響出球速度進一步提高的關(guān)鍵因素。建議在長距離過人和防守中采用1 m或3 m的中短距離助跑，在可控球范圍內(nèi)提高出球速度和傳球的準確性；而在點球和任意球中，同等條件下應(yīng)安排下肢爆發(fā)力較強的球員，通過采用7 m以上的長距離助跑獲得最高的出球速度來爭取破門得分。