背越式跳高起跳階段的生物力學分析研究綜述

□張鳳蘭（北京體育大學競技體育學院北京海淀100084）

背越式跳高起跳階段的生物力學分析研究綜述

□張鳳蘭（北京體育大學競技體育學院北京海淀100084）

背越式跳高技術的發展和理論的更新是提高背越式跳高運動成績的重要因素。半個多世紀以來，我國的跳高技術理論發生了很大的變化，本文采用文獻資料法從生物力學的角度對跳高起跳階段的問題進行分析與總結，為推動我國跳高技術理論的發展提供依據，并根據理論分析的結果來指導運動訓練，從而促進我國跳高運動員水平的提高。

背躍式跳高起跳階段生物力學分析綜述

跳高作為一項競技運動項目至今已經有一百多年的歷史。最早于1 8 6 4年在英國被列為田徑比賽項目，此后經歷了跨越式、剪式、滾式、俯臥式和背越式的5次重大變革。研究技術也從二維平面發展到三維高速攝像。我國從9 0年代起也逐漸運用三維運動學對運動員跳高技術進行分析，對跳高技術的研究已經達到了較高的水平。在這個階段我國運動員跳高水平達到巔峰，但此后無論是男子還是女子跳高水平都呈現一種停滯不前的狀態。本文對以往學者在跳高起跳階段的生物力學研究的理論知識進行歸納梳理，以期為促進運動員成績提高提供依據。

1、研究對象與研究方法

1.1、研究對象

以背越式跳高起跳階段的生物力學視角對中英文期刊數據庫中近十年的經典期刊文獻、專著為研究對象。

1.2、研究方法

文獻資料法：通過中國知網數據庫，選取其中4 0篇較為有代表性的文獻進行整理，以及E B S C O數據庫查找的相關外文資料，全面分析有關背越式跳高問題的研究成果。

2、結果與分析

2.1、背越式跳高起跳技術生物力學研究概述

體育學院專修通用教材《田徑》，技術上把人體向前水平移動轉變為向上運動階段稱為起跳。起跳動作分為起跳腿的著地、緩沖和蹬伸三個階段。起跳過程是從起跳腳著地瞬間開始到起跳腿蹬伸離地瞬間結束。最早關于跳高技術理論研究的是蘇聯，提出：“依靠起跳腿在起跳時快速蹬伸所表現出的最大力量而使人體騰起，騰起速度的產生是由水平速度和垂直速度幾何綜合的結果，水平速度是在助跑過程中得到的，而垂直速度是在起跳中靠起跳腿的快速伸直產生的”這一理論，這對當時的跳高技術發展起了很大的作用。而后，開始有人認為，運動員想要跳得高，起跳時騰起的角度必須大，因此必須加大起跳的制動，形成了“制動性起跳”的說法。再后來，經過不斷研究與完善，這種“力量加技術等于高度”的理論開始流傳，并有一定的影響力。

從2 0世紀6 0年代開始，人們就開始應用科技手段對運動員跳高技術進行了平面二維運動學分析，促進了對運動員技術動作的研究。美國人詹姆士·海提出了3 H理論體系，也就是跳高成績由3個H來決定。

隨著科技的發展，到了2 0世紀8 0年代，三維高速攝影技術開始應用。美國賈薩斯·佩納博士對1 9 8 7世界室內田徑錦標賽上的優秀跳高運動員進行分析，就是運用了三維攝像技術對跳高技術的助跑、起跳以及騰空階段做了全面的分析。

9 0年代以來，三維攝像技術已經發展成熟，我國也逐漸引入這樣的技術，對運動員進行詳細的技術動作分析，為技術診斷和訓練提供幫助。但總體而言，研究文獻主要集中在男子跳高運動員，而對女子跳高技術分析較少。

從由實踐得來的主觀經驗，到現在利用高速攝像的方法對運動員技術動作進行客觀分析，我國對于跳高起跳階段的生物力學分析還是比較全面的。但主要是對起跳的擺動腿進行研究，對起跳腿研究相對較少。因此，本文整理已有的關于起跳階段生物力學研究的文獻，對起跳理論研究方面具有重大意義。

2.2、背越式跳高起跳階段的生物力學分析

運動生物力學中指出，起跳是依靠起跳腿的緩沖、蹬伸動作，以及全身整體動作（肢體的擺動和軀干的伸直）完成的。起跳是人體利用助跑的速度來改變運動的方向，使身體充分向上騰起，為過桿做好準備。Milan在《Biomechanical characteristics of takeoff action in high jump-a case study》中認為，運動員起跳時的質心高度決定了過桿高度，而質心的最大高度不僅取決于運動員的起跳技術，包括膝關節，踝關節以及髖關節的有效伸展，還跟運動員起跳時的水平速度，垂直速度以及騰空的時間有關。

（1）起跳腿的著地。

在起跳著地的技術上，大家的觀點比較一致。徐小金認為，落地要快速主動，這樣不但可以減小腳對地面的沖擊力，還可以加快人體水平移動的速度，為下一步的快速蹬伸做準備。汪麗華認為，在起跳腿著地支撐階段，身體重心向下的垂直速度小，有利于保持起跳前的速度。吳勁松（2010）也持同樣的觀點。同時，由于擺動腿的快速擺動，身體由后仰變成了直立，重心升高。這時就產生了以支撐腳為支點繞運動員自身矢狀軸旋轉的角速度。擺動腿角速度的增大會使小腿與地面的夾角增大，這樣既可以幫助運動員儲存較大的彈性勢能，也能為接下來的蹬伸做好充分的準備。趙清波在《我國男子跳高運動員王臣起跳過程的生物力學探討》中指出，我國優秀男子跳高運動員王臣軀干后仰角小，髖角小，水平做功距離短，對后續緩沖階段能量的轉化不利。起跳過程中擺動腿擺動晚也是造成起跳不充分的重要原因。

（2）起跳腳的緩沖（以左腿為例）。

起跳腳落地以后，膝關節從開始彎曲到彎曲的最大程度稱為起跳的緩沖階段。在此階段，擺動腿和擺動臂的擺動速度以及助跑速度的高效結合都是降低水平速度損失的手段。運動員的擺動速度加快，緩沖過程的時間就短，能夠較早的進入蹬伸階段。李俊驊在《背越式跳高不同等級運動員起跳過程的運動學對比分析》中運用影像測量法和數據處理對不同等級的8名運動員的起跳過程進行拍攝，并將起跳過程中的影像數據整理進行運動學分析，對比得出水平較高的運動員在起跳前都能保持較高的身體重心和跑速。他的分析也充分說明了垂直速度對于起跳效果的重要影響。而影響垂直速度的因素就包括了髖膝踝等關節角度的變化，他認為髖關節在150°-160°較為合適。李厚林也持同樣觀點。

我國學者關于緩沖階膝關節合理角度的問題上存在很大的爭議。陳興勝認為起跳著地緩沖階段膝關節的角度在140°-160°范圍內能達到最好的起跳效果，而何國泉（2009），李俊(2014)，以及葉星理(2011)等卻認為屈膝最佳角度為1 2 5°，因為這樣可以使伸肌群處于良好的狀態，就像彈簧一樣積攢了彈性勢能，能為肌肉發力提供有利條件。但是我認為，起跳腿屈膝角度為140°左右時蹬地力量最大，既能使起跳腿膝關節充分伸展，又能保證一定的做功距離。踝關節角度為9 7°-1 0 2°之間時，起跳腿的肌群才能更好的發力。

（3）起跳腿的蹬伸（以左腿為例）。

蹬伸是起跳技術中的一個重要的環節，是影響起跳效果的主要因素，蹬伸的目的是創造向上騰起的初速度。黃昌華認為，這一環節非常關鍵，因為在這個階段，實現了水平速度向垂直速度的轉化。運動員蹬伸的距離和動作完成的時間都是身體重心騰起高度的影響因素。依據牛頓第三定律，動員起跳的垂直速度取決于地面給運動員的支撐反作用力，要提高運動員的蹬地力量，就要增加運動員受到的合外力。因此，在伸展髖膝踝等部位時，速度必須快，力量必須集中。同樣，Juha、Mikko等在《Biomechanical analysis of thehigh jump at the 2005 IAAF WorldChampionships in Athle -tics》中，對2005年世界田徑錦標賽決賽冠軍進行了拍攝和分析，發現運動員起跳蹬伸階段的垂直速度和高度決定了其過桿時的高度。呂雪梅（2012）認為蹬伸速度越快，蹬伸幅度越大，起跳離地的垂直初速度就越大。因此，運動員在在掌握好緩沖技術時，在起跳瞪伸階段還需要努力的加大起跳蹬伸力量練習，此外還要適當的増大踝關節蹬伸幅度的練習，這樣有利于運動員起跳后身體垂直速度的增加。

3、總結

通過以上背越式跳高起跳技術研究現狀分析可以看出，科學技術和成果在不斷的發展，研究跳高技術的目的就是使運動員在遵守場地器材，比賽規則以及人體發展規律的前提下，能最大限度的發揮運動員的水平，不斷提高運動成績。但是在研究當中，也有不少的問題及爭議存在。自2 0世紀末以來，我國運動員跳高成績不再有進步，跳高技術的理論研究更是在逐年減少。尤其是關于起跳階段的研究，僅占跳高研究里的百分之十幾。我們都知道，成績的創新離不開技術的創新，對于動作的每一個階段都應該注重。希望我們能站在巨人的肩膀上，在以往學者積累下來的寶貴資料的基礎上，對被忽略的起跳技術進行更加深入的研究，以適應如今跳高的發展。

[1]體育學院專修通用教材.田徑[M].北京:人民體育出版社, 1988.

[2]紀仲秋.運動生物力學[M].北京:高等教育出版社,2001.

[3]Milan.Biomechanical characteristics of take off action in high jump-a case study[J].Serb J Sports Science,2010,4(4).

[4]徐小金.背越式跳高起跳技術運動生物力學分析與專項訓練研究[D].陜西:陜西師范大學,2015.

[5]汪麗華.對我國優秀男子背越式跳高運動員起跳技術的三維運動學分析[J]中國體育科技,2001,8.

[6]吳勁松.背越式跳高助跑最后一步和起跳階段擺動腿技術的特征及其動能變化研究[J].山東體育學院學報,2010,26(4).

[7]趙清波.我國男子跳高運動員王臣起跳過程的生物力學探討[J].西安體育學院,2014,31(2).

[8]李俊驊.背越式跳高不同等級運動員起跳過程的運動學對比分析[D].西安:西安體育學院,2014.

[9]李厚林.我國優秀男子跳高運動員起跳技術的運動學分析[J].天津體育學院學報,2010,25(4).

[10]陳興勝.優秀少年跳高運動員起跳技術生物力學分析[J].北京體育大學學報,2011,34(8).

[11]何國泉.背越式跳高起跳階段的生物力學分析[J].科技創新導報,2009,17.

[12]李俊.背越式跳高起跳技術分析[J].2014,6.

[13]葉星理.背躍式跳高起跳階段的生物力學分析[J].科教文化, 2011,14.

[14]黃昌華.背越式跳高運動員起跳技術訓練研究[J].專業研究, 2015,4.

[15]Juha,Mikko.Biomechanical analysis of the high jump at the 2005 IAAF World Championships in Athletics.New Studies in Athletics,2007,2(22).

[16]呂雪梅.不同等級背越式跳高運動員起跳過程的運動學分析[D].西安:西安體育學院,2102.

G823

A

1006-8902-2017-（02）-ZQ

張鳳蘭（1994-），女，漢族，廣東惠州人，北京體育大學2016級體育教育訓練學專業在讀碩士研究生，研究方向：體育教學與訓練。