我国优秀男子跳高运动员助跑技术的运动学分析

王 鹏,黄建民,刘海国

(1.曲靖师范学院体育学院,云南曲靖 650011;2.国家田径管理中心,北京 100061)

我国优秀男子跳高运动员助跑技术的运动学分析

王 鹏1,黄建民2,刘海国1

(1.曲靖师范学院体育学院,云南曲靖 650011;2.国家田径管理中心,北京 100061)

采用文献资料法、专家访谈法、三维高速摄像法和数理统计法等方法,对我国四名优秀男子跳高运动员的助跑技术进行分析。研究发现我国优秀男子跳高运动员的技术问题主要有三个:1)助跑速度在倒第一步阶段下降幅度较大;2)倒三步的步长比例不够合理,倒一步的步长过小;3)膝关节在倒一步摆动腿支撑阶段的蹬伸幅度需要加大。

运动学分析;助跑技术;跳高;男子

Abstract:This article adopted the methods of literature,expert interview,photography of three dimensional in high speed,and mathematic statistics etc to analyze the approach technique ofChinese elite female high jumper.We could find the technique of Chinese female high jumper has threemain problems:1)the approach velocity at the last stride phase has a sharp decrease;2)the stride proportion of the last three strides is unreasonable,the last stride ismuch big;3)the extension extent of the angle of knee at swing leg supporting phase need to increase.

Key words:kinematics analysis;approach technique;high jumper;male

男子跳高曾经是我国优势项目,1983～1984年间,我国著名运动员朱建华连续 3次打破男子跳高世界纪录,但 1986年后我国的跳高运动总体水平出现了下滑的趋势,与世界先进水平拉开了距离,并且在亚洲的优势也逐渐丧失。近 20年来,我国男子跳高运动整体水平一直徘徊在较低的水平,而且成绩一再下滑,我国男子跳高运动水平与世界水平差距逐步加大,面对这种现状,本研究针对目前我国优秀男子跳高运动员的助跑技术进行系统的分析,获得研究对象助跑技术的运动学指标,从运动学角度找出我国优秀男子跳高运动员在助跑技术上的问题,为以后在训练中改进队员技术提供较为准确的参考依据。

2 研究对象与方法

2.1 研究对象

表1 研究对象的基本情况一览表

研究对象为我国现阶段优秀男子跳高运动员王臣、徐欣、张树峰、黄海强,研究对象的技术资料选用 2008年全国田径大奖赛杭州萧山站每人成功的最好一跳。

2.2 研究方法

2.2.1 文献资料法 根据研究需要,分别通过网络数据库和图书馆收集并整理相关资料,为本研究提供理论依据及参考依据。

2.2.2 专家访谈 对国家队跳高教练员和运动生物力学专家就本研究进行深入的访谈。

2.2.3 三维高速摄像

2.2.3.1 使用的仪器 两台美国 PULN IX公司生产的 CCD高速扫描摄像头 (T M-6710CL),高速采集卡为 METEOR IICAMERA-L INK(加拿大);爱捷三维 DLT辐射立体框架一套;专用计算机一台;相同型号的三角架两个。

2.2.3.2 拍摄步骤

(1)在测试之前,把两个摄像机分别置于起跳点右侧位和右后侧位,主光轴垂直于运动平面,摄像机距离起跳点的距离均为 14.5米,机高 1.2米,拍摄频率为 120帧 /秒,两台摄像机主光轴夹角约为 90°。

(2)进行调试光圈、焦距,使拍摄图像达最佳效果,便于解析分析,减少误差。

(3)在赛前,先拍摄下爱捷三维辐射立体框架,比赛结束后再拍摄一次框架,防止出现意外。爱捷三维 DLT辐射框架的摆放:1号杆和 2号杆最外面的球中心连线为 X轴,指向运动员助跑方向;2号杆和 7号杆最外面球的中心连线为 Y轴;Z轴为X、Y轴构成的平面的垂直方向;0号短杆指向助跑方向。

(4)在运动员开始助跑时启动影像采集软件,采集结束监控录像,中间不停机不碰机,拍摄所需完整的技术录像。

2.2.4 影像解析法 使用美国艾里尔运动生物力学分析系统APAS(Ariel Performance Analysis System)对收集到的资料进行量化处理,在解析过程中,采用日本松井秀治人体惯性参数模型,并依据人体模型的标准和研究需要选取 19个关节点,对跳高整个技术过程进行解析处理,对解析数据通过低通数字滤波法进行平滑处理,平滑系数为 8,将获取的原始数据指标保存到EXCEL软件中。

2.2.5 数理统计法 使用 SPSS12.0软件包和Microsoft Excel 2003对录像解析出来的数据进行统计学分析和处理。

2.2.6 比较分析法 对研究对象助跑的运动学参数进行横向对比与分析,同时和所获得国外优秀运动员的运动学指标进行对比。

3.2.7 本研究阶段划分的说明 为了便于研究,对阶段划分说明如下图所示:

图1 阶段划分说明图

4 结果与分析

背越式跳高所采用的弧线助跑,弧线助跑的优势主要是能够更好地加速和发挥速度以及形成更有效率的最后起跳用力姿势。助跑的最后三步是助跑阶段最关键也是最复杂的阶段[1],背越式跳高应该是从倒数第三步进入弧线段开始,就要有准备起跳的意识,这体现在助跑的积极加速和向起跳点迅速跑进,这几步的要求是积极加速和动作结构平稳,最后几步的助跑速度和步长是助跑阶段重要的评价指标,这也是训练和比赛中教练员很注重的环节,王臣和徐欣在训练中就经常采用跑海面块来改进助跑节奏及步长。

4.1 最后三步的重心速度

速度是背越式跳高的灵魂。助跑速度是决定起跳各个环节的前导性因素,它是起跳腿承受负荷的主要来源,助跑速度的大小决定着整个起跳过程中其它因素的变化,进而影响起跳效果,在跳高中有着决定性的作用[2]。朱建华在跳 2.39米时,最后六步的助跑速度为 8.37米 /秒,虽然最后四步略有下降,但是平均速度仍接近于 8.50米 /秒,同样世界记录保持者,索托马约尔在倒数第二步时,身体重心的水平速度达到了惊人的 8.93米 /秒,快速助跑是他们成功的必备条件。

助跑还为顺利过杆创造了前提条件。因此,快速助跑对背越式跳高起着重要的作用。现代背越式跳高技术的发展趋势之一,就是进一步提高助跑速度。优秀背越式跳高运动员都具有良好的助跑速度水平,而背越式跳高的最后两步助跑承接助跑和起跳,因此它又是整个助跑的核心,是比较关键的技术环节,起着承上启下的重要作用,决定了随后的起跳技术的好坏以及起跳所能获得的腾起初速度的大小等。而起跳过程技术合理与否,则直接决定腾起初速度的大小,最终决定身体重心的高度以及所能越过的高度。为了使助跑和起跳更紧密地衔接起来,应特别强调保持倒数第二步助跑的积极性和发挥摆动腿在推动身体重心快速前移过程中的积极作用,它对于提高起跳效果极为明显。表2是研究对象最后三步的助跑速度。

表2 研究对象最后三步重心的平均速度 (m/s)

通过表2我们可以清楚的看出四名运动员最后三步助跑速度的变化情况,整体趋势都是重心速度逐渐下降,同朱建华和索托马约尔相比,他们的平均助跑速度要慢很多,当然这同本研究对象起跳高度以及运动生物力学测量方法手段的不同有也有很大的关系。四人中张树峰的助跑速度最快,黄海强的助跑速度最慢,但是前者的重心速度损失最大,后者重心速度保持的较好,倒一步重心平均速度只比倒二步降低了4.34%,张树峰则降低了 8.62%,徐欣和王臣分别为 8.31%、7.73%,助跑速度同助跑速度的损失成较明显的正比关系。这种正比关系从一定程度上是对“最大可控速度”的一种解释,助跑速度快慢和助跑速度平稳是一种对立统一的关系,在助跑速度指标上可以看出王臣和徐欣需要在保持助跑速度的基础上,降低助跑速度的损失,提高运动员助跑速度的利用率。

从图2可以看出四名运动员重心速度在最后三步的变化情况,在倒一步腾空时间上我们看到黄海强的腾空时间最短,他的腾空时间只有 0.25秒,这说明黄海强最后一步摆动腿的支撑牢固有力,蹬伸快速,重心向前性好,所以黄海强重心速度下降的最少。最后一步支撑和腾空时间可以作为评价助跑速度的一个重要指标,较好的技术应该是倒一步支撑和腾空时间的比例越大越好。在这个技术环节上,徐欣的技术特点是倒一步支撑时间短,这会导致倒一步支撑较差,影响助跑速度的保持和起跳阶段的用力。王臣的缺陷是倒一步着地时重心速度有一个明显的下降,如果能够减少这个时刻的速度损失,他会获得更快更有效的助跑速度。

图2 四名运动员最后三步助跑速度的变化图

4.2 倒三步的步长

步长是评价运动员助跑技术的重要运动学指标,步长的大小决定着运动员的助跑节奏,能否形成最佳的起跳着地姿势。侯君吉认为,在倒数几步的助跑中,倒数第二步步长要大于倒数第一步,同时也大于倒数第三步[3]。这与有的学者提出的“助跑最后三步的步长是中、大、小,最后几步助跑频率在稳定中逐步提高,并要求最后三步均在弧线助跑中完成”的研究结论相一致[4]。一般来说都是倒二步的步长要长于倒一步的步长,最后一步应该最快,较短的倒一步步长可以更好地推动身体前移,使起跳脚快速有力的踏上起跳点。容易出现伤病。步长最短的黄海强最近几年一直受膝伤困扰,同样步长较短的徐欣也存在一定的伤病,关于最后一步步长与伤病的问题需要进一步的讨论,在训练中也需要重点关注。我国优秀运动员最后一步步长同国外优秀运动员的差异,需要教练员在训练过程中着重考虑,合适的倒一步步长对起跳技术的影响,对教练员的训练是一种思路。

表3 研究对象的最后两步平均步长(m)

研究对象的最后三步步长的比例,除徐欣以外都是大、中、小,总体上接近 1:1:1,在保持步长比例的前提下,相应缩小最后一步步长,有利于保持助跑速度和提高速度利用率。他们三人最后三步助跑的步长比呈现出逐渐减少的变化,这种比例说明他们能够很连贯地完成各步之间的衔接,节奏性较好,保持了良好的助跑速度。徐欣的三步比例为大、小、中,这会使徐欣的两腿蹬、摆动作幅度减小,影响身体重心水平速度和起跳点的位置,在训练中徐欣的助跑步长和起跳点是其技术训练的重点。

4.3 倒一步摆动腿支撑阶段的运动学分析

通过表3可以看研究对象和国外优秀运动员最后三步步长的情况,中国四名运动员中王臣的最后三步的平均步长最长,甚至比国外优秀运动员的平均水平还要高,身高优势是其中的原因之一,由于他的力量是四名运动员最差的,在助跑阶段他要通过较长的步长来弥补体能缺陷。王臣在步长指标上已经达到国外优秀运动员的水平,需要提高自身的专项能力,这样才能充分发挥他步幅大的优势。其他三名运动员助跑步长还有待提高,倒一步步长过短虽然会减小助跑速度的下降,但是不利于充分拉伸肌肉,形成最佳的起跳着地姿势,而且还

在倒一步摆动腿着地时刻,为了进一步加速重心的快速前移,应有力地蹬伸摆动腿,并充分地伸展踝关节,推动髋部和躯干大幅度快速前移。摆动腿这一积极主动的动作,对起跳脚迅速地踏上起跳点和起跳身体迅速地由内倾变为竖直,有着十分重要的意义[1]。

摆动腿的缓冲是为摆动腿快速有力地后蹬做准备,摆动腿技术的好坏直接影响到摆动腿的蹬伸技术。从表4可以看出,从摆动腿着地到摆动腿最大缓冲时四名研究对象的重心速度都有下降,从 7.770±0.493 m/s下降到 7.092±0.170 m/s,黄海强的重心速度下降的幅度最小,只下降了 0.165 m/s,王臣的下降最多,达到 1.328 m/s。

表4 研究对象摆动腿倒一步支撑阶段运动学特征

摆动腿着地瞬间,人体无法避免来自地面的制动力,摆动腿被迫通过屈膝和屈踝缓冲制动,必然会造成重心速度的下降。但是屈膝和屈踝缓冲技术差,会使重心速度下降过多。王臣在起跳腿着地瞬间到最大缓冲瞬间,膝关节变化小,只有23.926°,虽然徐欣的膝关节变化幅度只有 8.366°,但是他踝关节的变化幅度却是最大的 51.269°,这使他能避免重心速度的下降过多,同样黄海强的膝关节变化最大 (36.173°),使他能够更好地缓冲来自地面的阻力,这也是重心速度下降最少的原因之一。因此王臣和徐欣都可以通过改进屈膝技术来提高助跑速度的利用率。

在摆动腿支撑蹬伸阶段,身体重心的平均速度从 7.092±0.170 m/s增加到了 7.228±0.295 m/s,摆动腿从最大缓冲开始蹬伸加速到离开支撑点,身体重心速度必然提高[5]。阎之朴(2004年)研究的 8名运动员摆动腿蹬伸阶段身体重心速度平均提高 0.22 m/s,本研究对象平均提高了 0.136 m/s,平均值方面要小。支撑蹬伸阶段王臣重心速度没有提高,而是继续下降,王臣的踝关节蹬伸不充分是重要的原因之一,他的蹬伸幅度只有 33.01°,是四名运动员最小的,这和王臣自身的专项素质有很大的关系,说明王臣在蹬伸阶段技术较大的改进空间。节的伸展程度,增大膝关节蹬伸幅度,可以充分发挥肌肉力量,加大做功距离,提高身体重心高度,并使身体快速前移,防止臀部下坐和摆动腿支撑无力的现象。摆动腿的蹬伸幅度达到 50°～60°,这个数值从本研究所得到的数据以及查阅文献看,并没有这么大,所以具体蹬伸角度范围的问题需要进一步的探讨。

图4 摆动腿往倒一步蹬伸阶段膝关节变化图

5 结 论

5.1 我国男子跳高运动在倒三步助跑速度上需要提高,除黄海强外其他三名运动员需要优化倒一步支撑和腾空的时间比例,减小倒一步助跑速度的下降。

5.2 通过对倒三步步长的分析,可以看出四名研究对象除徐欣外,其他三名运动员步长比例稳定。倒一步步长过短可能会导致运动员出现伤病。

5.3 在倒一步摆动腿支撑阶段,王臣踝关节的蹬伸幅度较小,说明他需要进一步加强摆动腿踝关节的力量,减小由此造成的助跑速度的损失。徐欣躁关节的蹬伸幅度大于膝关节,助跑速度下降较小。王臣和徐欣膝关节的蹬伸幅度都有改进的空间。

5.4 摆动腿在倒一步支撑阶段,膝关节的蹬伸幅度并不大,具体的蹬伸值需要进一步研究。

《田径运动高级教程》对背越式跳高摆动腿蹬伸技术做了较为详细的论述,在蹬离摆动腿蹬离地面瞬间,膝关节约成150°～160°,使摆动腿的蹬伸幅度达到 50°～60°,摆动腿这一积极主动的动作,对于起跳脚迅速踏上起跳点和起跳时身体迅速地由内倾变为竖直,有着十分重要的意义[1]。本研究所获得的数据同高级教程中的有很大的差距,四名运动员的平均值只有132.881°,摆动腿的蹬伸幅度平均值只有 15.339°,这些数据值同陈丽波的硕士论文[6]中的数值相近。由于数值差距较大,可能是由于采用不同的测试方法造成的,但是进一步提高膝关

[1]文超.田径运动高级教程 [M].北京:人民体育出版社,1996:404.

[2]玉泉.当今世界跳高运动发展特点及趋势[J].体育与科学,1999,20(2):34-37.

[3]侯君吉.背越式跳高助跑的生物力学分析[J].中国体育科技,1997,33(11-12):53-54.

[4]高潮.背越式跳高速度的研究 [J].辽宁体育科技,2002,24(1):15-17.

[5]闫之朴.跳高运动员尹学利起跳技术的三维运动学分析[J].山东体育科技,2003,25(1):3-4.

[6]陈丽波.我国部分优秀女子背越式跳高运动员最后四步助跑一起跳及过杆技术的运动学分析[D]//:苏州大学,2006:29.

Kinematic analysis on approach technique of Chinese elite malehigh jumper

WANG Peng1,HUANG Jian-min2,L IU Hai-guo1
(1.Inst.of P E,Qujing Teachers’College,Qujing650011;2.National Adm inistrative Center of A thletics,Beijing 100061,China)

G823.1

A

1009-9840(2010)02-0016-04

2010-02-08

王鹏 (1983-),男,硕士,助教,研究方向体育技术诊断与体能训练。