女子跳遠(yuǎn)助跑最后一步與起跳階段的運動學(xué)分析

要佳星

摘要：本研究旨在探究女子跳遠(yuǎn)運動員在助跑最后一步與起跳階段的運動學(xué)特性，以及這些特性對最終跳遠(yuǎn)成績的影響。通過對 2020年全國青年杯田徑錦標(biāo)賽女子跳遠(yuǎn)決賽的 8 名選手使用 240Hz 高速攝像機(jī)拍攝的資料進(jìn)行 Kwon 3D 動作分析系統(tǒng)處理，本研究計算了跨步距離、踏板時間、起跳時間等關(guān)鍵運動學(xué)參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，盡管前四名和后四名選手在大多數(shù)運動學(xué)參數(shù)上沒有顯著差異，但起跳瞬間的水平速度與跳遠(yuǎn)成績之間存在顯著正相關(guān)。這一結(jié)果提示，雖然所有運動員的基本技術(shù)特征相似，但提高起跳瞬間的水平速度可能是提升跳遠(yuǎn)成績的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：女子跳遠(yuǎn)；最后一步；起跳；運動學(xué)分析

Kinematic Analysis of the Last Step and Take-off Phase in Women's Long Jump

Abstract： This study aims to explore the kinematic characteristics of female long jump athletes in the last step of the run-up and the take-off phase， as well as the impact of these characteristics on the final long jump performance. By processing the data captured by a 240Hz high-speed camera from 8 athletes in the women's long jump final of the 2020 National Youth Cup Track and Field Championships using the Kwon 3D motion analysis system， this study calculated key kinematic parameters such as step distance， board contact time， and take-off time. The study found that although there was no significant difference in most kinematic parameters between the top four and bottom four athletes， there was a significant positive correlation between the horizontal velocity at the moment of take-off and the long jump performance. This result suggests that although the basic technical characteristics of all athletes are similar， improving the horizontal velocity at the moment of take-off may be the key to improving the long jump performance.

Key Words： Women's long jump; The last step; Take-off; Kinematic analysis.

1緒論

1.1 問題背景

跳遠(yuǎn)，作為田徑運動中的一項重要技術(shù)項目，其技術(shù)流程包含助跑、起跳、空中姿態(tài)和落地等四個階段。這項運動不僅考驗運動員的速度和力量，還涉及到技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)的綜合應(yīng)用。跳遠(yuǎn)歷史悠久，自古希臘奧林匹克運動會就有記載，現(xiàn)代跳遠(yuǎn)技術(shù)自19世紀(jì)末發(fā)展至今，已從最初的站立式跳遠(yuǎn)發(fā)展到現(xiàn)在的助跑跳遠(yuǎn)。在跳遠(yuǎn)的技術(shù)發(fā)展歷程中，女子跳遠(yuǎn)項目也逐步獲得了重視，女子跳遠(yuǎn)世界紀(jì)錄的不斷刷新，展現(xiàn)了女性在此項運動中的卓越成就。女子跳遠(yuǎn)開展得較晚。1926年英國運動員卡恩以5.48 米創(chuàng)造了第一個世界紀(jì)錄。1936年，英國肖爾茨以6. 12米 突破6米大關(guān)。過了 42年，前蘇聯(lián)運動員于1978年以7. 07 米的成績闖過7米大關(guān)。前蘇聯(lián)運動員奇斯佳科娃于1988 年創(chuàng)造的世界紀(jì)錄為7. 52米[1]。

在基層田徑教學(xué)和訓(xùn)練中，教練員和運動員常常面臨著技術(shù)改進(jìn)的挑戰(zhàn)。尤其在助跑和起跳技術(shù)上，助跑最后一步的執(zhí)行質(zhì)量直接影響到起跳的效果和最終成績。一方面，助跑的速度和穩(wěn)定性是跳遠(yuǎn)成績的重要決定因素；另一方面，起跳階段的技術(shù)執(zhí)行，如起跳角度和力的施加，同樣對成績產(chǎn)生顯著影響。然而，在實際訓(xùn)練中，由于缺乏系統(tǒng)的技術(shù)分析和科學(xué)化的訓(xùn)練指導(dǎo)，運動員往往難以在助跑最后一步到起跳這一關(guān)鍵過程中發(fā)揮最佳狀態(tài)。

1.2研究目的與意義

本研究旨在探究女子跳遠(yuǎn)運動員在助跑最后一步與起跳階段的運動學(xué)特征，以及這些特征與成績表現(xiàn)之間的關(guān)系。通過對2020年全國青年田徑錦標(biāo)賽女子組跳遠(yuǎn)決賽中8名選手的動作進(jìn)行詳細(xì)分析，本研究試圖揭示優(yōu)秀跳遠(yuǎn)運動員在助跑末端和起跳技術(shù)上的共性和差異，為基層教練和運動員提供科學(xué)化的技術(shù)指導(dǎo)和訓(xùn)練建議，進(jìn)而提高女子跳遠(yuǎn)運動員的技術(shù)水平和比賽成績。

在本研究中，跳遠(yuǎn)是指通過起動，經(jīng)過一段距離的助跑，準(zhǔn)確地踏上起跳板進(jìn)行起跳、騰空，并在空中做出一定的技術(shù)動作，雙足落在沙坑里，比遠(yuǎn)度的跳躍運動。根據(jù)空中動作的不同，分為蹲踞式、挺身式、走步式三種姿勢[2]。

2研究方法與步驟

2.1 研究對象選擇

本研究選取2020年全國青年杯田徑錦標(biāo)賽中進(jìn)入女子跳遠(yuǎn)決賽的八名選手作為研究對象。選手信息，包括年齡、身高、體重和個人最佳記錄，將從比賽登記資料中獲取，并通過直接訪談來補(bǔ)充她們的訓(xùn)練背景和經(jīng)歷。

2.2 實驗設(shè)備

使用SONY HDR-AX2000 DV數(shù)位攝錄影機(jī)進(jìn)行記錄，設(shè)定為高清模式以確保圖像質(zhì)量。攝像機(jī)將安置在跳遠(yuǎn)沙坑側(cè)面，確保能全方位無遮擋地捕捉到選手的助跑和跳躍過程。為確保測量精度，將使用標(biāo)準(zhǔn)化的距離標(biāo)尺對場景進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.3 實驗流程

實驗分為預(yù)備階段、實驗記錄階段和數(shù)據(jù)整理階段三個部分：

預(yù)備階段：在比賽開始前，與主辦方溝通獲取拍攝許可，向運動員介紹研究目的并取得同意。檢查攝像機(jī)及其他儀器設(shè)備是否正常，以及場地光線和背景條件是否適合拍攝。

實驗記錄階段：比賽當(dāng)日，將攝像機(jī)固定在三腳架上，并調(diào)整至合適的高度和角度，保證可以覆蓋整個跳遠(yuǎn)動作。每位選手跳躍時，確保從她們開始助跑到落地后完全記錄在內(nèi)。所有選手的每一次嘗試都應(yīng)被記錄，無論成績?nèi)绾巍?/p>

數(shù)據(jù)整理階段：比賽結(jié)束后，將所有視頻傳輸?shù)诫娔X并進(jìn)行備份。使用視頻分析軟件（例如Kwon3D或者Vicon）來觀察和標(biāo)記跳遠(yuǎn)運動的關(guān)鍵階段，包括助跑的最后一步和起跳動作。從視頻中提取必要的運動學(xué)參數(shù)，如助跑速度、起跳角度、空中姿態(tài)持續(xù)時間等。

2.4數(shù)據(jù)分析

本實驗使用 SONY HDR-AX2000 DV 數(shù)位攝錄影機(jī)（240Hz）攝取影像，并通過 Kwon3D 動作分析系統(tǒng)獲得女子跳遠(yuǎn)選手助跑最后一步的跨步距離、踏板時間、踏板瞬間水平速度、踏板瞬間垂直速度、起跳瞬間水平速度、起跳瞬間垂直速度、起跳瞬間重心合速度、起跳瞬間重心角度和起跳瞬間重心高度等運動學(xué)參數(shù)。然后，使用 SPSS 23.0 版進(jìn)行描述性統(tǒng)計，計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。接著，將各受試者的官方成績和有效成績分為前四名和后四名兩組，進(jìn)行獨立樣本 t 檢驗，顯著水平為 α=0.05。其次，使用皮爾遜（Pearson）積差相關(guān)來探討助跑和起跳階段的運動學(xué)參數(shù)與距離之間的相關(guān)情況，顯著水平設(shè)為 α =0.05。

3結(jié)果與分析

3.1前四名與后四名運動學(xué)參數(shù)之差異分析

表1的研究結(jié)果顯示，前四名和后四名的官方成績存在顯著差異（t 值=3.951，p = 0.001），但在跨步距離、踏板時間、踏板瞬間水平速度、踏板瞬間垂直速度、起跳瞬間水平速度、起跳瞬間垂直速度、起跳瞬間重心合速度、起跳瞬間重心角度和起跳瞬間重心高度方面沒有差異（p > 0.05）。

本研究結(jié)果表明，前四名在跨步距離、踏板時間、踏板瞬間水平速度、速度、起跳瞬間垂直速度、起跳瞬間重心合速度和起跳角度等方面均無顯著差異。造成這一現(xiàn)象的主要原因可能是樣本數(shù)量較少，以及跳遠(yuǎn)選手助跑時爆發(fā)力不足。

3.2運動學(xué)參數(shù)與官方有效成績的相關(guān)性

表2顯示了不同運動學(xué)參數(shù)與選手的官方有效成績之間的相關(guān)性。特別是，起跳瞬間的水平速度和起跳瞬間的重心合速度與官方有效成績呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，有統(tǒng)計學(xué)意義。（分別是p <0.028和 p <0.027），意味著這兩個參數(shù)越高，跳遠(yuǎn)成績也越好。

這兩個參數(shù)的顯著性表明，盡管所有參與的選手在許多運動學(xué)參數(shù)上沒有顯著差異，但起跳瞬間的水平速度和重心合速度是決定跳遠(yuǎn)成績的關(guān)鍵因素。這也提示了教練和運動員在訓(xùn)練中應(yīng)更多關(guān)注提升起跳瞬間的水平速度和重心合速度，以便提高跳遠(yuǎn)成績。

4討論

4.1起跳瞬間水平速度的重要性

論文結(jié)果顯示，起跳瞬間的水平速度與選手的跳遠(yuǎn)成績呈顯著正相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)與先前的研究一致，研究指出，助跑速度是決定跳遠(yuǎn)成績的關(guān)鍵因素之一[3]。助跑速度的提高可以直接轉(zhuǎn)化為跳遠(yuǎn)過程中的動能，從而在空中獲得更大的飛行距離。然而，僅僅提高助跑速度并不足以保證良好的跳遠(yuǎn)成績，因為高速度的同時也需要運動員能夠有效地轉(zhuǎn)化這一速度為起跳的動力。這要求運動員在助跑最后一步到起跳階段間具有高度的技術(shù)掌握，以確保速度的有效轉(zhuǎn)化。

4.2重心合速度與成績的相關(guān)性

本研究同樣發(fā)現(xiàn)，起跳瞬間的重心合速度與跳遠(yuǎn)成績之間存在顯著正相關(guān)。重心合速度的概念涉及到運動員起跳時身體重心的速度，包括水平和垂直方向的速度組合。這一參數(shù)的重要性在于，它反映了運動員在起跳瞬間動能和勢能的綜合狀態(tài)，是評估起跳效率的重要指標(biāo)[4]。 研究支持了這一觀點，指出有效的速度轉(zhuǎn)化和起跳技巧能夠最大化重心合速度，從而提高跳遠(yuǎn)成績。

4.3運動學(xué)參數(shù)間的相互作用

盡管論文結(jié)果表明多數(shù)運動學(xué)參數(shù)在最優(yōu)選手與其他選手之間沒有顯著區(qū)別，這可能反映了在頂級選手之間，基本的技術(shù)執(zhí)行水平已經(jīng)達(dá)到了相對一致的高標(biāo)準(zhǔn)[5]。因此，成績的差異可能更多地依賴于能夠有效轉(zhuǎn)化助跑速度為起跳動能的能力，以及在起跳瞬間優(yōu)化重心合速度的技術(shù)。這要求運動員不僅要關(guān)注速度的提高，還要通過技術(shù)訓(xùn)練來提高起跳效率，如通過優(yōu)化騰空姿態(tài)、調(diào)整起跳角度和強(qiáng)化踏板使用效率等手段[6]。

5結(jié)語

在本研究中，深入分析了女子跳遠(yuǎn)運動員助跑最后一步與起跳階段的運動學(xué)參數(shù)，及其與跳遠(yuǎn)成績的關(guān)系。結(jié)果表明，起跳瞬間水平速度與跳遠(yuǎn)成績顯著正相關(guān)，與之前研究結(jié)果一致，強(qiáng)調(diào)了助跑速度和起跳動能轉(zhuǎn)化的重要性。建議在訓(xùn)練中注重提高助跑末端速度和優(yōu)化起跳技術(shù)，以實現(xiàn)有效速度轉(zhuǎn)化。此外，應(yīng)重視提高運動員重心合速度，因為它反映了起跳效率，與成績提高密切相關(guān)。未來研究應(yīng)納入更廣泛的參與者，采用更精確的三維運動捕捉技術(shù)，以提高分析準(zhǔn)確性和結(jié)果普遍性。還應(yīng)進(jìn)一步探索不同訓(xùn)練方法對運動學(xué)參數(shù)和跳遠(yuǎn)成績的具體影響，為教練和運動員提供更科學(xué)、個性化的訓(xùn)練建議。

參考文獻(xiàn)

[1]葉文，劉青. 蘇區(qū)女性體育的興起、演進(jìn)及現(xiàn)實啟示——基于馬克思主義男女平等思想的考察 [J]. 北京體育大學(xué)學(xué)報， 2023， 46 （9）： 130-141.

[2]李夏元. 不同等級男子撐竿跳高運動員助跑及起跳的生物力學(xué)特征與因子分析研究[D]. 上海體育學(xué)院， 2023.

[3]劉凱. 我國蹦床運動員觸網(wǎng)技術(shù)動作特征與身體運動功能訓(xùn)練實證研究[D]. 首都體育學(xué)院， 2023.

[4]劉奕岑. 髖關(guān)節(jié)動作功能訓(xùn)練對于青少年跳遠(yuǎn)運動員起跳技術(shù)影響的實驗研究[D]. 遼寧師范大學(xué)， 2022.

[5]金智勇. 我國優(yōu)秀男子三級跳遠(yuǎn)運動員技術(shù)特征及評價體系研究[D]. 浙江師范大學(xué)， 2021.

[6]劉亞. 現(xiàn)代跳遠(yuǎn)運動研究 [J]. 山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報， 2010， 23 （1）： 219-220.