青少年４００米跑疲劳的生物力学特征研究

张国利

在竞技领域中,排除疲劳,恢复正常运动状态是每个运动项目最基本的训练原则。本文利用图象传感器BD-3分析判断跑的速度,分析400米跑中疲劳的生物力学特点,为针对疲劳做出相应的训练安排提出理论依据。

研究对象:115名竞赛运动员,运动水平从二级到运动健将。

一、分析和讨论:

疲劳特征的发现可引导出下面的计算方法:这115名运动员具有一定的运动水平,他们在起跑后速度和技术指标有着密切的相互影响、相互补偿的关系,这样可得出一次方程式,然后填入终点跑速度值,得出可计算的指标数据。比较获得的指标数据和终点跑实际技术指标,就发现结果超出了一般跑的规律性,实际指标或多或少的符合运动员在非疲劳状态下的技术指标。(表1)

计算公式:PTOPM=-5.288+4.38V(+-5.62),R=0.75

PTOPM表示负面力的纵向被加数;V表示跑的速度;R表示相互关系系数。现在把各项距离的终点跑速度值放入公式内,就可得到计算的负面力。(表2)

比较计算值和实际情况看出,在400米跑中实际的力不符合终点跑的速度。超出的力已被展示出来(方程式评价规格误差=5.26)。这是由于疲劳的肌肉能够产生更多有实际意义的力.显然,就象用铁制起跑器测量200米和800米起跑一样,这样的方法能减少制动阶段力学结构中力的丢失,因为腿部力量做功发力大部分还是利用骨骼传递到踝关节。除了这些,这个方法还能帮助减少由于降低身体重心位于制动阶段造成速度的损失,但对蹬地阶段支撑腿收缩肌肉的能力还不能从根本上起到作用。可见,从正面的力和负面消极的力之间的联系可以得出下面的公式:Pot=1.801+1.288Ptopm.(±9.06),r:0.76。

Pot=正面积极力的纵向因素,把负面消极力的影响和400米终点跑实际指标放入公式中,可以得出:正面积极力应该等于34.1Bt/kg。事实上,真正的数值少于38%,等于21.2±7.2 Bt/kg。

从上面的情况得出,对于400米没有疲劳补偿阶段,跑的速度降低。疲劳肌肉低能力的收缩,在这种情况下不可避免的影响能力再生结构—必然加大后蹬能力,显然这种结构能有效的提高活动能力,它表现出与肌肉生物力学特性的联系—肌肉越坚硬有力,拉伸时间越短,就越能更多的利用聚集的机械力。在缩短制动阶段的高速度跑更有利于肌肉其他性能使用的再生结构的出现。这些结构的加强,能有效的提高肌肉弹性能力,如脚底的屈伸运动。相反,运动员在支撑落地阶段,当肌肉拉长的时间增大时,聚集的机械能力很大程度上分散到肌肉中去。

那么,400米跑在过大支撑阶段是否违背了依赖于肌肉的速度—拉伸条件呢?我们注意看实际情况:在终点跑中制动时间提高了38%,达到80+15mc,但计算和反映出来的数据相比较,他们之间不存在实质上的差别,符合等于0.073和0.080。计算公式为:

Ttopm=0.126-0.009V(±0.009),r=-0.83

Ttopm-制动时间。这样可以说明,制动时间符合终点跑的速度,并不是它违背了肌肉速度—拉伸条件。而真正造成终点跑的技术原因是肌肉的生物化学特点而不是动作技术的生物力学结构,在400米跑的最后阶段,根据生物化学的测量结果,由于大量的乳酸积累而造成对神经细胞积极功能性的抑制,大量的降低 ATF和KPF在血液中的含量,而增加ADF的含量。

因此,我们可以更多的了解到,在疲劳状态下支撑腿肌肉拉长和收缩的相互关系,摆在我们面前的许多重要的实际数据证明,提高局部肌肉的紧张强度与中距离跑的运动能力有着密切的关系。根据实验结果得出,局部肌肉性能的提高,可以根据生物力学特性,更多的利用弹性特点有效的延缓跑的速度在终点跑阶段的降落过程.

二、 研究结果:

1.在400米跑中出现的疲劳特征反映出违反了肌肉拉伸和收缩的相互关系。

2.证实提高局部肌肉的工作强度有利于在疲劳状态下跑的运动效果。

3.根据肌肉在疲劳状态下的特点合理的安排运动员的技术练习。

4.合理的运用肌肉弹性特点,加大终点跑的步长是提高400米终点跑速度的有效途径。