浙江省第十三屆大運會100 m跑起跑反應時及壓力曲線研究

俞 華，錢萍萍

(1.臺州學院 體育科學學院，浙江 臨海 317000;2.麗水市蓮都區(qū)聯(lián)城小學，浙江 麗水 323000)

100 m的運動成績由起跑、加速跑、途中跑和終點沖刺跑時間構成。從構成比例上而言，途中跑無疑是影響100 m成績的最重要因素，該階段也理所當然的成為了人們關注和研究的焦點。但俗話說好的開始就是成功的一半，尤其對短跑這樣的持續(xù)時間短、競技過程高度連貫統(tǒng)一的運動項目而言更是如此，啟動過程的好壞不僅在時間上，而且在心理上影響著后續(xù)各階段的競技過程，進而影響運動員的競技表現(xiàn)。此外，隨著運動水平的不斷發(fā)展，頂級選手間的差距逐漸縮小，對以百分之一秒來判定名次的短跑項目而言，起跑反應時的重要性逐漸顯現(xiàn)且得到大家的普遍重視，因此近年來有關起跑反應時的研究逐漸增多。例如，羅江南［1］等對16屆亞運會100 m跑男、女運動員起跑反應時的差異研究，王永成［2］等對第六屆和第七屆世錦賽男子400 m決賽起跑反應時的研究，朱旭紅［3］對國外優(yōu)秀男子百米起跑反應時與成績的研究，董勝利［4］等對第8屆全運會短跑運動員起跑反應時的研究等等。盡管針對起跑反應時的研究逐漸增多，但有關起跑壓力曲線的研究非常少，具現(xiàn)有文獻顯示，只有羅江南［5］等人該問題進行了系統(tǒng)研究，并取得了具有較高理論和實踐價值的研究成果。

然而，從上述有關起跑反應時的研究中可以發(fā)現(xiàn)，他們的研究都是圍繞高水平運動員展開的，而有關大學生起跑反應時和壓力曲線的研究卻未見報道。100 m跑是各級各類大學生運動會的重要比賽項目，且大學生運動員的運動水平與世錦賽和全運會的參賽者有較大差距，大學生運動員100 m起跑特征及其對訓練的啟示同樣應得到大家的重視。因此，本研究以浙江省第十三屆大學生運動會100 m比賽運動員為研究對象，探討大學生100 m起跑反應時的對運動成績的影響，以及該人群的起跑壓力曲線特征，以期為他們的運動訓練提供有益參考。

一、研究對象與方法

以浙江省第十三屆大學生運動會男、女子甲組(普通大學生)和丙組(體育院、系)運動員預賽起跑反應時為研究對象。

查閱反應時的生理基礎及近年來國內有關起跑反應時的文獻，為本研究奠定理論基礎。

用Fairplay電子起跑監(jiān)測系統(tǒng)對運動員起跑進行監(jiān)測并記錄，為進一步深入分析提供數(shù)據(jù)。監(jiān)測系統(tǒng)的基本原理是根據(jù)人體簡單反應時設定規(guī)定時間內男、女運動員對起跑器施加的壓力閾值。國際田聯(lián)規(guī)定設定的規(guī)定時間為100 ms，壓力閾值男、女子分別為40 kg和35 kg。在不同級別的比賽中，我們可根據(jù)運動員的水平和性別來調整壓力閾值，但時間限定不可更改。本次比賽中，男、女子運動員的壓力閾值分別為40 kg和30 kg。在起跑過程中，不同的運動員會給起跑器施加不同的壓力參數(shù)，起跑監(jiān)測系統(tǒng)將根據(jù)這一壓力參數(shù)繪制起跑壓力曲線(圖1)。

圖1中，縱坐標是力值參數(shù)，橫坐標是時間參數(shù)。紅色的曲線代表壓力變化，豎線R代表達到閾值時間，即起跑監(jiān)測系統(tǒng)顯示的運動員的反應時間。從該圖中我們可以看到出現(xiàn)壓力曲線的時間基本上在100 ms以外，且運動員間較接近，該時間參數(shù)為運動員的真實反應時間。曲線上升的高度代表運動員給起跑器施加的最大壓力，它對應的時間為達到最大壓力時間，由此我們可以算出運動員的快速力量指數(shù)，具體方法是100%*最大壓力/最大壓力時間－真實反應時。

數(shù)理統(tǒng)計。所有數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行分析處理，顯著性水平為P＜0.05，非常顯著性水平為P＜0.01。

二、研究結果與分析

(一)男子運動員起跑反應時研究

1.男子甲組

表1是男子甲組運動員起跑各參數(shù)與運動成績的相關分析。從中我們可以看到，快速力量指數(shù)、反應時、最大力量和達到最大力量時間與運動成績的相關系數(shù)均較小，處于弱相關水平，且均未通過顯著性檢驗。短跑是典型的體能類競速項目，運動員的快速力量水平在很大程度上影響了其競技能力。張燁［6］的研究顯示運動員的反應時間隨運動成績提高而加快。最大力量代表運動員雙腳給起跑器施加疊加力量，最大力量時間代表運動員從開始反應到雙腳給起跑器施加壓力達到峰值的時間，影響這兩個參數(shù)的因素有運動員力量水平、雙腳的協(xié)調程度和動作速度。理論上而言，運動員的動作速度越快、越協(xié)調其運動成績應越好。但表1中各時間參數(shù)與實踐常識并不相符，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能有:(1)運動員間的競技能力相差較大，最快的達到11.09 s，最慢的只有12.68 s，樣本異質導致影響了統(tǒng)計結果;(2)普通大學生運動員的起跑技術存在缺陷，起跑監(jiān)測系統(tǒng)的力量參數(shù)未真實反應其力量水平;(3)普通大學生的運動水平較低，該人群的力－速關系與我們習慣的思維對象——高水平運動員有差異。根據(jù)這3個可能原因，我們可以得到以下幾點啟示:(1)為提高統(tǒng)計結果可信度，研究對象應具有較好的同質性;(2)加強普通大學生的起跑技術練習，提高起跑能力，使其能充分發(fā)揮應有的啟動速度;(3)加強特定人群的力量特點研究，提高力量訓練的科學性和實效性，進而快速提高運動成績。

表1 男子甲組各起跑參數(shù)與運動成績的相關分析

2.男子丙組

表2中男子丙組起跑各參數(shù)與運動成績的關系與男子甲組截然不同。從中我們可以看到，各起跑參數(shù)與運動成績的相關系數(shù)均達到中度或高度相關，且除快速力量指數(shù)外，均達到非常顯著性水平。該研究結果與羅江南等人的研究成果一致，其原因是男子丙組運動員來自于體育專業(yè)的大學生，他們均具備較好的運動水平，接受了相對專業(yè)的起跑訓練，因而起跑監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù)能真實的反應他們的運動能力，且參數(shù)特征體現(xiàn)出高水平運動員的特點。

表2 男子丙組各起跑參數(shù)與運動成績的相關分析

3.男子甲組與丙組對比分析

表3是男子甲組與丙組運動員起跑參數(shù)的獨立樣本T檢驗結果。從中我們可以看到，兩組運動員的運動成績有非常顯著性差異，丙組運動員的平均運動水平(11.39 s)高于甲組運動員(11.75 s)。體育專業(yè)大學生在進入大學前均接受過不同程度的運動訓練，其運動基礎普遍較普通大學生組好，他們的運動成績也理應高于普通大學生，這也是分組比賽的重要依據(jù)。從表3中還能看到，男子丙組與甲組運動員的快速力量指數(shù)和最大力量均存在顯著性差異，且都是丙組運動員的均值更大，但兩組間反應時間及達到最大力量的時間并不存在顯著性差異。從上述表2的分析中我們即可知道，兩組間快速力量和最大力量差異是導致運動成績差異的重要因素。結合圖1運動員起跑壓力曲線進一步分析，反應時間比運動員的真實反應時間略長。兩組間反應時不存在顯著性差異而快速力量指數(shù)存在顯著性差異，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是丙組運動員的最大力量更大造成，也有可能是丙組運動員達到最大力量時間與真實反應時間的差值更小，即從開始發(fā)力到最大力量時間更短造成的。已經(jīng)確定丙組運動員的最大力量比甲組運動員更大。經(jīng)過對兩組運動員最大力量時間和真實反應時間差的計算，得知男子丙組運動員的均值為74.62 s，而男子甲組均值為81.48 s。因此，盡管男子丙組運動員的反應時并不比男子甲組更快，但他們從開始發(fā)力到達到最大力量的時間遠快于男子甲組運動員，說明他們的肌肉動員能力更加突出。這也提示男子甲組運動員應在動作速度方面加強訓練，因為相比真實反應時而言，動作速度具有較強的可塑性。

表3 男子甲組與丙組起跑參數(shù)獨立樣本T檢驗

(二)女子運動員起跑反應時研究

1.女子甲組

表4是女子甲組運動員起跑各參數(shù)與運動成績的相關統(tǒng)計結果。從中可以發(fā)現(xiàn)，與男子甲組運動員一樣，各起跑參數(shù)與運動成績的相關系數(shù)均較低，且均未通過顯著性檢驗。在上述男子甲組的分析中，我們知道出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因有樣本的同質性、運動員競技水平和特定人群肌肉力量特征等因素。從女子甲組的比賽成績我們發(fā)現(xiàn)，最快的達到13.14 s，而最慢的只有 15.32 s，樣本間的差異高達2 s，因此無法排除該因素對統(tǒng)計結果的影響。此外，女子甲組運動員的平均成績在14 s左右，運動水平較低，起跑技術對監(jiān)測參數(shù)的影響同樣不能忽視，有運動成績而起跑監(jiān)測顯示壓力不足更加說明該問題的重要性。因此，加強女子甲組運動員的起跑技術練習必將有效提高她們的運動成績。

表4 女子甲組各起跑參數(shù)與運動成績的相關分析

2.女子丙組

從表5可以看到，與表4一樣，各相關系數(shù)較小且均未通過顯著性檢驗。與上述表1、表2及表3有較大差異的是，所有參數(shù)與運動成績均呈負相關。從常理而言，快速力量指數(shù)和最大力量與運動成績呈負相關，因為力值越高比賽所需時間越短，但反應時與達到最大力量時間應與運動成績呈正相關。該點上男子運動員統(tǒng)計結果較符合常理，而女子運動員的統(tǒng)計結果與常理有一定偏差。其原因可能是女子運動員上肢力量較差，不能完成蹲踞式起跑重心前移的要求，運動員聽到槍響后不是直接推手蹬腿起跑，而是出現(xiàn)上體上抬穩(wěn)定重心后再后蹬起跑的動作過程。因此，起跑監(jiān)測系統(tǒng)顯示的壓力曲線并不完全是運動員的后蹬力，它還包括重心上抬過程給起跑器施加的重力效果。總而言之，因起跑技術不完善導致了統(tǒng)計結果背離實踐常識。

表5 女子丙組各時間參數(shù)與運動成績的相關分析

3.女子甲組與丙組對比分析

從表6中女子甲組和丙組運動員起跑參數(shù)的獨立樣本T檢驗可以看到，兩組間的運動成績有非常顯著性差異，女子丙組運動員的均值成績(13.13 s)快于女子甲組運動員(13.99 s)。丙組運動員來自體育專業(yè)學生，其運動水平理應高于普通大學生組。除運動成績外，兩者間的最大力量水平同樣達到非常顯著性差異，且仍然是女子丙組運動員的均值大于女子甲組運動員。與表3男子甲、丙組不同的是，快速力量指數(shù)在女子兩組間并不存在顯著性差異。從均值來看，女子丙組為86.39，遠大于女子甲組的60.55，但女子丙組的標準差高達43.69，說明女子丙組運動員間的快速力量指數(shù)相差較大，致使兩者間的均值未通過顯著性檢驗。與表3一樣，運動員的反應時和達到最大力量時間在女子甲、丙兩組間不存在顯著性差異，說明體育專業(yè)的學生起跑反應時和達到最大力量的時間并不比普通大學生運動員快。

表6 女子甲組與丙組各起跑參數(shù)獨立樣本T檢驗

(三)起跑壓力曲線研究

起跑壓力曲線的形成過程在前面已經(jīng)做了相關介紹。根據(jù)運動員的起跑壓力曲線我們可以掌握其起跑過程中的相關信息，例如真實反應時間、監(jiān)測反應時間、最大力值和達到最大力值時間等。除了上述各參數(shù)外，運動員的起跑壓力曲線形狀同樣具有較高的研究價值，其中最重要的信息是運動員的發(fā)力特點。羅江南等人［5］對16屆廣州亞運會男子100 m運動員的起跑壓力曲線研究表明，壓力曲線有雙波峰和三波峰兩種類型，且作者認為雙波峰型的雙腳后蹬時間短且雙腳后蹬力量更大，是一種更為合理的起跑后蹬時間－壓力曲線結構。

圖2～圖5是本次比賽不同組別運動員起跑過程的壓力曲線。這4個圖中并沒有出現(xiàn)羅江南研究中的雙峰或三峰型，基本上都是單峰型。羅江南認為，運動員聽到槍聲后雙腿同時后蹬，在疊加壓力下壓力曲線達到峰值，然后在后腳蹬離起跑器時出現(xiàn)波谷，在前腳單腳蹬伸時出現(xiàn)第二波峰。如果運動員聽到槍聲后雙腳不是同時后蹬，就會出現(xiàn)三峰曲線，且壓力峰值較雙峰小。但本研究中各組別運動員的壓力曲線均呈單峰型，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是研究對象運動水平差異較大所致。大學生運動員聽到槍聲后雙腳同時后蹬，在雙腳壓力下壓力曲線達到峰值水平，然后在后腳蹬離起跑器過程中，前腳的蹬力值并未因后腳離地而增加，從而形成單峰型壓力曲線。從圖2～圖4中，我們還能看到相對女子運動員而言，男子選手的壓力峰值不僅更大，而且從出現(xiàn)壓力到達到壓力峰值的時間較短，曲線上升斜率較大，而女子運動員的壓力曲線在高水平階段持續(xù)時間較長，這說明男子運動員具有更強的快速力量，且動作速度更快。

四、結論與建議

(1)男子甲組運動員的快速力量指數(shù)、反應時、最大力量及最大力量時間與運動成績無顯著性相關;男子丙組運動員的快速力量指數(shù)、反應時、最大力量及最大力量時間與運動成績均呈中度或高度相關，且通過顯著性檢驗;男子丙組運動員的運動成績和快速力量指數(shù)均顯著大于男子甲組運動員，但反應時和達到最大力量時間兩組間不存在顯著性差異;

(2)女子甲組和女子丙組運動員的快速力量指數(shù)、反應時、最大力量及最大力量時間與運動成績均無顯著性相關;女子丙組運動員的運動成績顯著大于女子甲組運動員，但快速力量指數(shù)、反應時和達到最大力量時間兩組間不存在顯著性差異;

(3)大學生運動員的壓力曲線與高水平運動員有較大差異，呈單峰型。

為此建議:加強普通大學生運動員的起跑技術訓練，提高起跑能力，充分發(fā)揮運動員以具備的力量水平;加強普通大學生力量特征研究，提高他們的動作速度，進而提高起跑能力。

［1］羅江南，謝洪昌.第16屆亞運會100 m跑男、女運動員起跑反應時的差異研究［J］.中國體育科技，2011，47(4):14－18.

［2］王永成，馮渭宏.對400m跑起跑反應時及分段速度的縱向研究［J］.貴州體育科技，2002，71(2):32 －33.

［3］朱旭紅.國外優(yōu)秀男子百米起跑反應時與成績的研究［J］.成都體育學院學報，2005，31(1):47 －49.

［4］董勝利，李強.對我國短跑運動員起跑反應速度的研究［J］.武漢體育學院學報，2000，34(1):89 －91.

［5］羅江南，謝洪昌，杜少武.短跑起跑后蹬時間－壓力曲線的特征研究——以第16屆亞運會男子100 m跑運動員為例［J］.北京體育大學學報，2012，35(5):133－136.

［6］張燁.奧運會短跑比賽起跑反應時與運動成績的關系［J］.中國體育教練員，2012(3):46.