我国优秀女子跳高运动员助跑与起跳技术的运动学分析

陈 烨

1 研究对象

本研究以第11届全国运动会田径比赛女子跳高决赛前八名运动员为研究样本，以运动员的助跑技术、助跑与起跳衔接技术和起跳技术为研究对象。本届运动员的最好成绩为1.95m，最差成绩1.80m，平均成绩为1.85m，她们基本代表了我国现阶段最优秀的女子跳高水平，基本情况见表1。

表1 第11届全运会女子跳高运动员基本情况

2 研究方法

2.1 文献资料法

通过互联网、CNKI资料文库，收集与查阅了国内外有关跳高运动员助跑与起跳技术的研究文献，为本研究提供理论支持。

2.2 影片拍摄法

利用两台日产SONY-120X摄像机分别从跳高架的对面和水平侧面进行拍摄。两台摄像机主光轴夹角约为90°，拍摄频率为50kb/s，拍摄距离分别是12.5m和10m，摄像机高度为1.2m。比赛前用Peak三维标定框架对拍摄范围进行标定(框架几何中心的地面投影点距起跳点一端的立柱为1.10m，与横杆的距离为0.8m)。采用定点定焦的拍摄方法，拍摄范围从运动员的助跑开始到过杆结束。

2.3 图像解析法

根据录像资料，选定前八名运动员最高成绩的一次试跳技术动作作为解析对象。采用爱捷运动图像EMIG71解析仪，把A机与B机的采集图像进行合成处理，选用扎齐奥尔斯基人体模型，确定所需要的运动参数进行变量解析。其中在解析过程中把X轴作为与横杆平行的轴，右为正向，左为负向，Z轴作为与横杆投影线垂直，Y轴垂直向上。使用DLT法计算人体在起跳阶段的三维运动学参数。所得原始数据采用数字滤波法进行平滑处理。

2.4 数理统计法

对所得的数据用SPSS19.0进行平均数、标准差计算，并对一些指标参数之间的相互关系进行差异性分析与检验。

3 结果与分析

3.1 助跑技术的运动学特征分析

3.1.1助跑节奏的分析从比赛的录像资料来看，凡是运动员试跳结果成功的，其助跑节奏都比较合理，没有出现快、慢或“拉大步”“捣小步”的现象，说明运动员能够较好地把握助跑节奏，发挥自己的竞技水平。而在多数运动员试跳失败的录像中发现，由于运动员对此高度没有十分的把握，往往以“速度”去冲击高度，以致使助跑节奏得以破坏，最终导致试跳失败。由此可见，助跑节奏对提高起跳效果是不可忽视的重要因素。研究表明，一般影响跳高运动员助跑节奏的有主体因素和客体因素，其中主体因素有运动员心理品质与专项耐力，客体因素有天气条件和观众情绪。

3.1.2助跑内倾角度的分析从表2中看出，世界优秀运动员在倒数第二步摆动腿着地时的身体平均内倾角度仅为18.8°,而离地瞬间的内倾角则增加到24.7°。我国优秀女子跳高运动员最后第二步助跑摆动腿着地瞬间身体的内倾角都偏大，而离地瞬间的内倾角度则比较小，与世界优秀运动员有着较大的差异。这样会导致运动员身体重心过早下降，不利于摆动腿完成缓冲，同时，会造成身体在起跳腿着地前明显产生向横杆方向的移动，不利于保持起跳前的肩、髋扭转姿势以及助跑与起跳动作的连贯性，以致影响蹬地力量的垂直效果。

表2 倒数第二步内倾角与助跑角度比较(°)

我国优秀女子跳高运动员倒数第二步的助跑角度与世界优秀运动员相差不大。但是，由于我国优秀运动员与世界优秀运动员的身体重心水平速度差异较大，以致使我国女子跳高运动员在起跳腿着地瞬间所产生的垂直于横杆的水平速度小于世界运动员，这种现象可能会影响蹬伸瞬间的垂直用力程度。

3.1.3助跑最后一步的相关运动学指标分析助跑最后一步被定义为“摆动腿着地瞬间至起跳腿着地瞬间的距离”。通常我们把最后一步也叫做“过渡阶段”。此阶段的主要任务就是跳高运动员从水平位移转变为垂直位移，并获得理想的垂直速度，为即将的起跳做好适宜的充分准备。

(1)最后一步两大腿夹角分析。从表3可以看出，我国优秀女子跳高运动员在起跳开始瞬间两大腿夹角都小于摆动腿离地瞬间，说明她们能够积极快速地放置起跳脚，为起跳创造积极有力的条件。但是，从两大腿夹角的变化来看，变化的幅度不够大，说明我国优秀女子跳高运动员在摆动腿方面还应该进一步加强摆动的速度和幅度，真正体现出起跳有力的“摆、蹬”结合的特点。

表3 最后一步两大腿夹角比较(°)

(2)最后一步摆动腿着地技术分析。从表4中可以看出，我国优秀女子跳高运动员最后一步摆动腿着地点与身体重心投影点的水平距离平均值为0.72m。如果最后一步摆动腿着地点与身体重心投影点的水平距离过大，说明身体重心比较靠后。这样就减小了摆动腿的着地角，使人体所受的水平制动力增大，导致了水平速度的损失。

表4 摆动腿着地阶段有关参数比较

注：L为身体重心投影点距摆动腿着地点的水平距离，V1为摆动腿着地瞬间水平速度，V2为摆动腿离地瞬间水平速度，⊿V为V2—V1。

研究表明，世界优秀女子跳高运动员最后一步摆动腿着地点与身体重心投影点的水平距离一般为0.68m，从这一数据可以看出，我国优秀女子跳高运动员最后一步摆动腿着地点与身体重心投影点的水平距离是比较合理的。同时，研究表明，摆动腿着地瞬间着地点距身体重心投影点的距离与运动员着地瞬间速度的损失具有非常显著性关系。也就是说摆动腿着地瞬间着地点与身体重心投影点的距离越大，运动员着地瞬间的水平速度损失越大。

(3)最后一步身体重心高度分析。从表5可知，我国优秀女子跳高运动员在起跳开始瞬间身体重心的高度都比摆动腿最大缓冲瞬间的身体重心高度要高，身体重心的高度平均上升了0.06m。其中郑幸娟的身体重心上升高度最大，为0.11m，乔艳蕊的身体重心上升高度为0.10m，身体重心高度上升的高度。可以说明运动员沿弧线助跑最后一步身体由内倾转化为竖直过程中身体重心高度变化是上升的，能够使身体重心保持较高的位置，从而增加H1的高度。研究表明，助跑速度越快，身体内倾越大，身体由内倾转变为竖直过程的速度也越快，身体重心上升的速度也越快，垂直速度也就越快。因此，背越式跳高运动员在助跑最后一步起跳开始瞬间，身体重心高度应该高于摆动腿最大缓冲瞬间时的高度，这样有利于身体重心垂直速度的加快，以提高起跳效果。

表5 最后一步身体重心高度比较

注：H1是最后一步摆动腿最大缓冲瞬间的重心高度；H2是起跳开始瞬间的重心高度；⊿H是H2—H1。

3.2 起跳技术的运动学特征分析

3.2.1起跳阶段摆动速度与高度的分析从表6可以看出，我国优秀女子跳高运动员在起跳瞬间双臂中心摆动超过头顶的高度平均值为0.21m。研究表明，双臂摆动的高度与摆动的向上垂直速度没有一定的相关关系，这里关键的问题是摆臂时要求“提肩拔腰”，同时双臂要积极“制动”。但是，双臂摆动的高度与摆动腿的摆动角速度存在高度的相关性(r=0.865，P<0.05)。这充分证明背越式跳高运动员起跳结束瞬间双臂摆动的高度可以提高摆动腿摆动的角速度，以增加起跳的力量和H1的高度，从而使人体能够更加集中向上用力，保证腾起的初速度。

由表6可知，双臂摆动的合速度平均值为6.89m/s，该数据与J.DAPENA研究的结果8.89 m/s相比有较大的差距。而且，我国优秀女子跳高运动员支撑侧的摆臂速度和摆动侧的摆臂速度平均值都小于J.DAPENA研究的结果(3.27m/s<5.42m/s；3.83m/s<3.97m/s)。同时，从技术录像资料中也能明显地看到部分运动员双臂的摆动速度和幅度偏小。

表6 起跳阶段双臂及摆动腿相关速度参数比较

3.2.2起跳阶段起跳腿支撑蹬伸情况分析由表7可知，我国优秀女子跳高运动员在起跳过程中起跳腿的膝关节变化情况，在最大缓冲瞬间，我国女子运动员起跳腿的膝关节角度是147.55°，这与背越式跳高膝关节缓冲最佳角度范围140°～150°基本一致。说明我国优秀女子跳高运动员起跳腿的支撑力量较好。在蹬离地面瞬间，我国优秀女子跳高运动员的膝关节角度并没有完全充分蹬伸，说明其蹬伸的速度、幅度还有一定的欠缺。今后应该加强下肢肌群的向心收缩能力和退让工作能力，以获得理想的起跳效果。

表7 起跳阶段起跳腿膝关节角度变化比较

3.2.3起跳阶段蹬伸距离的分析由图1可以看出，我国优秀女子跳高运动员最大缓冲时到蹬离地面时的平均蹬伸距离为0.263m，该数据与世界优秀女子跳高运动员的0.312m相差较大。说明我国优秀女子跳高运动员起跳阶段的蹬伸距离还有一定差距，并影响到腾起的初速度。

3.2.4起跳时间的分析研究表明,起跳时间与起跳离地瞬间的垂直速度呈显著正相关关系(r=0.724，P<0.05)。起跳时间是由着地缓冲时间和蹬伸时间组成。

图1我国优秀女子跳高运动员起跳阶段的蹬伸距离

表8 我国优秀女子跳高运动员起跳腿着地瞬间至蹬离地瞬间的时间与垂直速度

注：T1为起跳腿着地瞬间到最大缓冲时间；T2为最大缓冲至起跳腿离地瞬间时间。

从表8中可以看出，我国优秀女子跳高运动员着地瞬间到最大缓冲时间在0.08s～0.14s范围，平均值为0.115s，与世界优秀运动员的缓冲时间(0.08s)相比显得比较大，同时，结合起跳着地瞬间至最大缓冲瞬间的时间占整个起跳时间的百分比可以看出，我国优秀女子跳高运动员的缓冲时间比较长，只有郑幸娟的缓冲时间与蹬伸时间与世界优秀选手相一致。分析其原因，与我国女子跳高运动员下肢肌群的退让工作能力较差有关。由于缓冲时间较长，可能造成水平速度的损失加大，不能形成积极有力的蹬伸效果，也就不可能把更大水平速度转化为垂直速度。从表8中还可以看出，我国优秀女子跳高运动员的垂直速度平均值为3.79m/s，远远小于世界优秀运动员的4.38m/s。同时，缩短缓冲时间可以有利于起跳时人体动能向弹性势能的转化与利用，也就是说，缩短起跳腿肌肉退让工作时间能充分利用肌肉的弹性，产生较大的克制性收缩力。

研究表明，起跳缓冲至起跳离地时间(T)与起跳腿离地瞬间的垂直速度(V)存在显著性负相关性 (r=-0.628，P<0.05 )。从缓冲时间与蹬伸时间比例来看,多数运动员的缓冲时间与蹬伸时间的比例为1:1，少数运动员的缓冲时间大于蹬伸时间。这再一次证明了我国优秀女子跳高运动员起跳腿的肌肉退让工作能力比较差，不能很好地利用肌肉的弹性势能，为蹬伸的克制性收缩产生更大的力量。

3.2.5腾起角度的分析由表9可以看出，我国优秀女子跳高运动员在起跳瞬间的腾起角度与世界优秀女子跳高运动员(50.84°)相比，没有显著性差异。运动员起跳瞬间腾起角度的大小是由身体蹬离地面时重心水平速度与垂直速度所决定的。说明我国优秀女子跳高运动员的起跳角符合基本技术原理。

表9 我国优秀女子跳高运动员起跳结束瞬间腾起角比较

3.2.6起跳结束瞬间身体重心的高度H1分析研究表明：背越式跳高运动员在结束起跳离地瞬间身体重心的高度和运动成绩之间具有显著的相关性(r=0.684，P<0.05)。也就是说在起跳结束瞬间身体重心的高度(H1)对跳高运动成绩有着重要的作用(见表10)。

从表10中可以看出，我国优秀女子跳高运动员在起跳结束瞬间身体重心的高度平均值为1.25m，与世界优秀运动员的1.33m存在较大的差距。根据跳高技术原理：H=H1+H2-H3，由于H1的差异，必将影响最后的成绩H。石天竹在起跳结束瞬间身体重心的高度最大(1.38m),哈妍在起跳结束瞬间身体重心的高度最小(1.17m)，这与她们不同的身高也有较大的关系。H1/身高比值最高的是郑幸娟，为71.1%，最低的是蒋海燕，为66.5%。

表10 我国优秀女子跳高运动员起跳结束瞬间重心高度

世界女子跳高纪录保持者科斯塔迪诺娃在越过2.09m时，在起跳结束瞬间身体的重心高度是1.41m，H1/身高达到75.3%。由此可见, 我国优秀女子跳高运动员要想取得优异的成绩，提高起跳离地瞬间身体重心的高度是一个不可忽视的重要因素。

4 结论与建议

(1)我国优秀女子跳高运动员助跑节奏比较合理，最后倒数第二步助跑摆动腿着地瞬间身体的内倾角都偏大，而离地瞬间的内倾角度则比较小。因此，应加强我国优秀女子跳高运动员腾起离地瞬间下肢三关节的蹬伸力量。

(2)我国优秀女子跳高运动员的最后一步摆动腿着地点与身体重心投影点的水平距离比较合理，而且能够积极快速地放脚起跳；但摆动腿的摆动速度与幅度不够。应加强运动员摆动腿技术的训练，把握好摆动腿每一个技术细节，完善摆动技术与蹬伸技术的相互协调，以“摆”促“蹬”，“蹬”“摆”结合。

(3)我国优秀女子跳高运动员在起跳瞬间双臂中心摆动的速度不明显，离地瞬间蹬伸幅度较小。应加强运动员下肢肌群的向心克制性工作能力，进一步优化下肢肌群由退让工作向克制性工作的转化速度，以提高起跳腿的蹬伸效果。

(4)我国优秀女子跳高运动员的腾起角度比较合理，但是，其着地缓冲时间较长，应提高我国优秀女子跳高运动员起跳腿工作肌群的退让收缩能力的训练，提高其支撑能力。

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