我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員助跑與起跳技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

陳 燁

1 研究對(duì)象

本研究以第11屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)田徑比賽女子跳高決賽前八名運(yùn)動(dòng)員為研究樣本，以運(yùn)動(dòng)員的助跑技術(shù)、助跑與起跳銜接技術(shù)和起跳技術(shù)為研究對(duì)象。本屆運(yùn)動(dòng)員的最好成績(jī)?yōu)?.95m，最差成績(jī)1.80m，平均成績(jī)?yōu)?.85m，她們基本代表了我國(guó)現(xiàn)階段最優(yōu)秀的女子跳高水平，基本情況見表1。

表1 第11屆全運(yùn)會(huì)女子跳高運(yùn)動(dòng)員基本情況

2 研究方法

2.1 文獻(xiàn)資料法

通過互聯(lián)網(wǎng)、CNKI資料文庫(kù)，收集與查閱了國(guó)內(nèi)外有關(guān)跳高運(yùn)動(dòng)員助跑與起跳技術(shù)的研究文獻(xiàn)，為本研究提供理論支持。

2.2 影片拍攝法

利用兩臺(tái)日產(chǎn)SONY-120X攝像機(jī)分別從跳高架的對(duì)面和水平側(cè)面進(jìn)行拍攝。兩臺(tái)攝像機(jī)主光軸夾角約為90°，拍攝頻率為50kb/s，拍攝距離分別是12.5m和10m，攝像機(jī)高度為1.2m。比賽前用Peak三維標(biāo)定框架對(duì)拍攝范圍進(jìn)行標(biāo)定(框架幾何中心的地面投影點(diǎn)距起跳點(diǎn)一端的立柱為1.10m，與橫桿的距離為0.8m)。采用定點(diǎn)定焦的拍攝方法，拍攝范圍從運(yùn)動(dòng)員的助跑開始到過桿結(jié)束。

2.3 圖像解析法

根據(jù)錄像資料，選定前八名運(yùn)動(dòng)員最高成績(jī)的一次試跳技術(shù)動(dòng)作作為解析對(duì)象。采用愛捷運(yùn)動(dòng)圖像EMIG71解析儀，把A機(jī)與B機(jī)的采集圖像進(jìn)行合成處理，選用扎齊奧爾斯基人體模型，確定所需要的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行變量解析。其中在解析過程中把X軸作為與橫桿平行的軸，右為正向，左為負(fù)向，Z軸作為與橫桿投影線垂直，Y軸垂直向上。使用DLT法計(jì)算人體在起跳階段的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。所得原始數(shù)據(jù)采用數(shù)字濾波法進(jìn)行平滑處理。

2.4 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

對(duì)所得的數(shù)據(jù)用SPSS19.0進(jìn)行平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算，并對(duì)一些指標(biāo)參數(shù)之間的相互關(guān)系進(jìn)行差異性分析與檢驗(yàn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 助跑技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征分析

3.1.1助跑節(jié)奏的分析從比賽的錄像資料來看，凡是運(yùn)動(dòng)員試跳結(jié)果成功的，其助跑節(jié)奏都比較合理，沒有出現(xiàn)快、慢或“拉大步”“搗小步”的現(xiàn)象，說明運(yùn)動(dòng)員能夠較好地把握助跑節(jié)奏，發(fā)揮自己的競(jìng)技水平。而在多數(shù)運(yùn)動(dòng)員試跳失敗的錄像中發(fā)現(xiàn)，由于運(yùn)動(dòng)員對(duì)此高度沒有十分的把握，往往以“速度”去沖擊高度，以致使助跑節(jié)奏得以破壞，最終導(dǎo)致試跳失敗。由此可見，助跑節(jié)奏對(duì)提高起跳效果是不可忽視的重要因素。研究表明，一般影響跳高運(yùn)動(dòng)員助跑節(jié)奏的有主體因素和客體因素，其中主體因素有運(yùn)動(dòng)員心理品質(zhì)與專項(xiàng)耐力，客體因素有天氣條件和觀眾情緒。

3.1.2助跑內(nèi)傾角度的分析從表2中看出，世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在倒數(shù)第二步擺動(dòng)腿著地時(shí)的身體平均內(nèi)傾角度僅為18.8°,而離地瞬間的內(nèi)傾角則增加到24.7°。我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員最后第二步助跑擺動(dòng)腿著地瞬間身體的內(nèi)傾角都偏大，而離地瞬間的內(nèi)傾角度則比較小，與世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員有著較大的差異。這樣會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員身體重心過早下降，不利于擺動(dòng)腿完成緩沖，同時(shí)，會(huì)造成身體在起跳腿著地前明顯產(chǎn)生向橫桿方向的移動(dòng)，不利于保持起跳前的肩、髖扭轉(zhuǎn)姿勢(shì)以及助跑與起跳動(dòng)作的連貫性，以致影響蹬地力量的垂直效果。

表2 倒數(shù)第二步內(nèi)傾角與助跑角度比較(°)

我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員倒數(shù)第二步的助跑角度與世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員相差不大。但是，由于我國(guó)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員與世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的身體重心水平速度差異較大，以致使我國(guó)女子跳高運(yùn)動(dòng)員在起跳腿著地瞬間所產(chǎn)生的垂直于橫桿的水平速度小于世界運(yùn)動(dòng)員，這種現(xiàn)象可能會(huì)影響蹬伸瞬間的垂直用力程度。

3.1.3助跑最后一步的相關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)分析助跑最后一步被定義為“擺動(dòng)腿著地瞬間至起跳腿著地瞬間的距離”。通常我們把最后一步也叫做“過渡階段”。此階段的主要任務(wù)就是跳高運(yùn)動(dòng)員從水平位移轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪蔽灰疲@得理想的垂直速度，為即將的起跳做好適宜的充分準(zhǔn)備。

(1)最后一步兩大腿夾角分析。從表3可以看出，我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員在起跳開始瞬間兩大腿夾角都小于擺動(dòng)腿離地瞬間，說明她們能夠積極快速地放置起跳腳，為起跳創(chuàng)造積極有力的條件。但是，從兩大腿夾角的變化來看，變化的幅度不夠大，說明我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員在擺動(dòng)腿方面還應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)擺動(dòng)的速度和幅度，真正體現(xiàn)出起跳有力的“擺、蹬”結(jié)合的特點(diǎn)。

表3 最后一步兩大腿夾角比較(°)

(2)最后一步擺動(dòng)腿著地技術(shù)分析。從表4中可以看出，我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員最后一步擺動(dòng)腿著地點(diǎn)與身體重心投影點(diǎn)的水平距離平均值為0.72m。如果最后一步擺動(dòng)腿著地點(diǎn)與身體重心投影點(diǎn)的水平距離過大，說明身體重心比較靠后。這樣就減小了擺動(dòng)腿的著地角，使人體所受的水平制動(dòng)力增大，導(dǎo)致了水平速度的損失。

表4 擺動(dòng)腿著地階段有關(guān)參數(shù)比較

注：L為身體重心投影點(diǎn)距擺動(dòng)腿著地點(diǎn)的水平距離，V1為擺動(dòng)腿著地瞬間水平速度，V2為擺動(dòng)腿離地瞬間水平速度，⊿V為V2—V1。

研究表明，世界優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員最后一步擺動(dòng)腿著地點(diǎn)與身體重心投影點(diǎn)的水平距離一般為0.68m，從這一數(shù)據(jù)可以看出，我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員最后一步擺動(dòng)腿著地點(diǎn)與身體重心投影點(diǎn)的水平距離是比較合理的。同時(shí)，研究表明，擺動(dòng)腿著地瞬間著地點(diǎn)距身體重心投影點(diǎn)的距離與運(yùn)動(dòng)員著地瞬間速度的損失具有非常顯著性關(guān)系。也就是說擺動(dòng)腿著地瞬間著地點(diǎn)與身體重心投影點(diǎn)的距離越大，運(yùn)動(dòng)員著地瞬間的水平速度損失越大。

(3)最后一步身體重心高度分析。從表5可知，我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員在起跳開始瞬間身體重心的高度都比擺動(dòng)腿最大緩沖瞬間的身體重心高度要高，身體重心的高度平均上升了0.06m。其中鄭幸娟的身體重心上升高度最大，為0.11m，喬艷蕊的身體重心上升高度為0.10m，身體重心高度上升的高度。可以說明運(yùn)動(dòng)員沿弧線助跑最后一步身體由內(nèi)傾轉(zhuǎn)化為豎直過程中身體重心高度變化是上升的，能夠使身體重心保持較高的位置，從而增加H1的高度。研究表明，助跑速度越快，身體內(nèi)傾越大，身體由內(nèi)傾轉(zhuǎn)變?yōu)樨Q直過程的速度也越快，身體重心上升的速度也越快，垂直速度也就越快。因此，背越式跳高運(yùn)動(dòng)員在助跑最后一步起跳開始瞬間，身體重心高度應(yīng)該高于擺動(dòng)腿最大緩沖瞬間時(shí)的高度，這樣有利于身體重心垂直速度的加快，以提高起跳效果。

表5 最后一步身體重心高度比較

注：H1是最后一步擺動(dòng)腿最大緩沖瞬間的重心高度；H2是起跳開始瞬間的重心高度；⊿H是H2—H1。

3.2 起跳技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征分析

3.2.1起跳階段擺動(dòng)速度與高度的分析從表6可以看出，我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員在起跳瞬間雙臂中心擺動(dòng)超過頭頂?shù)母叨绕骄禐?.21m。研究表明，雙臂擺動(dòng)的高度與擺動(dòng)的向上垂直速度沒有一定的相關(guān)關(guān)系，這里關(guān)鍵的問題是擺臂時(shí)要求“提肩拔腰”，同時(shí)雙臂要積極“制動(dòng)”。但是，雙臂擺動(dòng)的高度與擺動(dòng)腿的擺動(dòng)角速度存在高度的相關(guān)性(r=0.865，P<0.05)。這充分證明背越式跳高運(yùn)動(dòng)員起跳結(jié)束瞬間雙臂擺動(dòng)的高度可以提高擺動(dòng)腿擺動(dòng)的角速度，以增加起跳的力量和H1的高度，從而使人體能夠更加集中向上用力，保證騰起的初速度。

由表6可知，雙臂擺動(dòng)的合速度平均值為6.89m/s，該數(shù)據(jù)與J.DAPENA研究的結(jié)果8.89 m/s相比有較大的差距。而且，我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員支撐側(cè)的擺臂速度和擺動(dòng)側(cè)的擺臂速度平均值都小于J.DAPENA研究的結(jié)果(3.27m/s<5.42m/s；3.83m/s<3.97m/s)。同時(shí)，從技術(shù)錄像資料中也能明顯地看到部分運(yùn)動(dòng)員雙臂的擺動(dòng)速度和幅度偏小。

表6 起跳階段雙臂及擺動(dòng)腿相關(guān)速度參數(shù)比較

3.2.2起跳階段起跳腿支撐蹬伸情況分析由表7可知，我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員在起跳過程中起跳腿的膝關(guān)節(jié)變化情況，在最大緩沖瞬間，我國(guó)女子運(yùn)動(dòng)員起跳腿的膝關(guān)節(jié)角度是147.55°，這與背越式跳高膝關(guān)節(jié)緩沖最佳角度范圍140°～150°基本一致。說明我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員起跳腿的支撐力量較好。在蹬離地面瞬間，我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員的膝關(guān)節(jié)角度并沒有完全充分蹬伸，說明其蹬伸的速度、幅度還有一定的欠缺。今后應(yīng)該加強(qiáng)下肢肌群的向心收縮能力和退讓工作能力，以獲得理想的起跳效果。

表7 起跳階段起跳腿膝關(guān)節(jié)角度變化比較

3.2.3起跳階段蹬伸距離的分析由圖1可以看出，我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員最大緩沖時(shí)到蹬離地面時(shí)的平均蹬伸距離為0.263m，該數(shù)據(jù)與世界優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員的0.312m相差較大。說明我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員起跳階段的蹬伸距離還有一定差距，并影響到騰起的初速度。

3.2.4起跳時(shí)間的分析研究表明,起跳時(shí)間與起跳離地瞬間的垂直速度呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.724，P<0.05)。起跳時(shí)間是由著地緩沖時(shí)間和蹬伸時(shí)間組成。

圖1我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員起跳階段的蹬伸距離

表8 我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員起跳腿著地瞬間至蹬離地瞬間的時(shí)間與垂直速度

注：T1為起跳腿著地瞬間到最大緩沖時(shí)間；T2為最大緩沖至起跳腿離地瞬間時(shí)間。

從表8中可以看出，我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員著地瞬間到最大緩沖時(shí)間在0.08s～0.14s范圍，平均值為0.115s，與世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的緩沖時(shí)間(0.08s)相比顯得比較大，同時(shí)，結(jié)合起跳著地瞬間至最大緩沖瞬間的時(shí)間占整個(gè)起跳時(shí)間的百分比可以看出，我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員的緩沖時(shí)間比較長(zhǎng)，只有鄭幸娟的緩沖時(shí)間與蹬伸時(shí)間與世界優(yōu)秀選手相一致。分析其原因，與我國(guó)女子跳高運(yùn)動(dòng)員下肢肌群的退讓工作能力較差有關(guān)。由于緩沖時(shí)間較長(zhǎng)，可能造成水平速度的損失加大，不能形成積極有力的蹬伸效果，也就不可能把更大水平速度轉(zhuǎn)化為垂直速度。從表8中還可以看出，我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員的垂直速度平均值為3.79m/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的4.38m/s。同時(shí)，縮短緩沖時(shí)間可以有利于起跳時(shí)人體動(dòng)能向彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化與利用，也就是說，縮短起跳腿肌肉退讓工作時(shí)間能充分利用肌肉的彈性，產(chǎn)生較大的克制性收縮力。

研究表明，起跳緩沖至起跳離地時(shí)間(T)與起跳腿離地瞬間的垂直速度(V)存在顯著性負(fù)相關(guān)性 (r=-0.628，P<0.05 )。從緩沖時(shí)間與蹬伸時(shí)間比例來看,多數(shù)運(yùn)動(dòng)員的緩沖時(shí)間與蹬伸時(shí)間的比例為1:1，少數(shù)運(yùn)動(dòng)員的緩沖時(shí)間大于蹬伸時(shí)間。這再一次證明了我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員起跳腿的肌肉退讓工作能力比較差，不能很好地利用肌肉的彈性勢(shì)能，為蹬伸的克制性收縮產(chǎn)生更大的力量。

3.2.5騰起角度的分析由表9可以看出，我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員在起跳瞬間的騰起角度與世界優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員(50.84°)相比，沒有顯著性差異。運(yùn)動(dòng)員起跳瞬間騰起角度的大小是由身體蹬離地面時(shí)重心水平速度與垂直速度所決定的。說明我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員的起跳角符合基本技術(shù)原理。

表9 我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員起跳結(jié)束瞬間騰起角比較

3.2.6起跳結(jié)束瞬間身體重心的高度H1分析研究表明：背越式跳高運(yùn)動(dòng)員在結(jié)束起跳離地瞬間身體重心的高度和運(yùn)動(dòng)成績(jī)之間具有顯著的相關(guān)性(r=0.684，P<0.05)。也就是說在起跳結(jié)束瞬間身體重心的高度(H1)對(duì)跳高運(yùn)動(dòng)成績(jī)有著重要的作用(見表10)。

從表10中可以看出，我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員在起跳結(jié)束瞬間身體重心的高度平均值為1.25m，與世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的1.33m存在較大的差距。根據(jù)跳高技術(shù)原理：H=H1+H2-H3，由于H1的差異，必將影響最后的成績(jī)H。石天竹在起跳結(jié)束瞬間身體重心的高度最大(1.38m),哈妍在起跳結(jié)束瞬間身體重心的高度最小(1.17m)，這與她們不同的身高也有較大的關(guān)系。H1/身高比值最高的是鄭幸娟，為71.1%，最低的是蔣海燕，為66.5%。

表10 我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員起跳結(jié)束瞬間重心高度

世界女子跳高紀(jì)錄保持者科斯塔迪諾娃在越過2.09m時(shí)，在起跳結(jié)束瞬間身體的重心高度是1.41m，H1/身高達(dá)到75.3%。由此可見, 我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員要想取得優(yōu)異的成績(jī)，提高起跳離地瞬間身體重心的高度是一個(gè)不可忽視的重要因素。

4 結(jié)論與建議

(1)我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員助跑節(jié)奏比較合理，最后倒數(shù)第二步助跑擺動(dòng)腿著地瞬間身體的內(nèi)傾角都偏大，而離地瞬間的內(nèi)傾角度則比較小。因此，應(yīng)加強(qiáng)我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員騰起離地瞬間下肢三關(guān)節(jié)的蹬伸力量。

(2)我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員的最后一步擺動(dòng)腿著地點(diǎn)與身體重心投影點(diǎn)的水平距離比較合理，而且能夠積極快速地放腳起跳；但擺動(dòng)腿的擺動(dòng)速度與幅度不夠。應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員擺動(dòng)腿技術(shù)的訓(xùn)練，把握好擺動(dòng)腿每一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)，完善擺動(dòng)技術(shù)與蹬伸技術(shù)的相互協(xié)調(diào)，以“擺”促“蹬”，“蹬”“擺”結(jié)合。

(3)我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員在起跳瞬間雙臂中心擺動(dòng)的速度不明顯，離地瞬間蹬伸幅度較小。應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員下肢肌群的向心克制性工作能力，進(jìn)一步優(yōu)化下肢肌群由退讓工作向克制性工作的轉(zhuǎn)化速度，以提高起跳腿的蹬伸效果。

(4)我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員的騰起角度比較合理，但是，其著地緩沖時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)提高我國(guó)優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員起跳腿工作肌群的退讓收縮能力的訓(xùn)練，提高其支撐能力。

[1] 劉生杰.中國(guó)高水平男子跳高運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及訓(xùn)練特征研究[D].太原：山西大學(xué),2009.

[2] 劉建國(guó).田徑運(yùn)動(dòng)[M].北京:高等教育出版社,2002.

[3] 宋廣林,閆之樸.對(duì)我國(guó)男子優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員起跳技術(shù)的三維運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J].體育學(xué)刊,2005,12(6):32～34.

[4] 蘇斌.背越式跳高“兩步”起跳的初步研究[J].廣州體育學(xué)院學(xué)報(bào),1998(5):104～108.

[5] 楊永輝.優(yōu)秀女子跳高運(yùn)動(dòng)員起跳技術(shù)運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)對(duì)比分析[J].山東師范大學(xué)學(xué)報(bào),2004,19(4):119～120.

[6] J Dapenna. Biomechanical Analysis of the Fosbury-flop [J].TRACK TECHNIQUE,1988,(SUMMER) 3307～3333.

[7] 盧鋼.背越式跳高技術(shù)的力學(xué)分析[J].體育與科學(xué),1998(4):63～64.

[8] 張軍霞.我國(guó)優(yōu)秀男子跳高運(yùn)動(dòng)員助跑“最后一步”技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究[J].山西師大體育學(xué)院學(xué)報(bào),2010,23(3):26～28.

[9] 李老民.田徑運(yùn)動(dòng)教程[M].北京:北京體育大學(xué)出版社,2007.

[10] 陸云愛.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2008.

[11] 唐遠(yuǎn)金.論背越式跳高擺動(dòng)腿的作用與訓(xùn)練研究[J].湖北體育科技,2003(4):494～496.

[12] 毛旭江,吳文慧,宋福康.沈勤莉、鄭幸娟跳高技術(shù)的比較研究[J].山東體育學(xué)院學(xué)報(bào),2008,24(1):65～67.