我国不同等级短跑运动员起跑技术的运动学研究

杨细文，周建梅

（首都体育学院，北京 100191）

我国不同等级短跑运动员起跑技术的运动学研究

杨细文，周建梅

（首都体育学院，北京 100191）

短跑是田径史上最悠久的运动项目之一，因具有极强的爆发性而倍受观众喜爱。我国短跑运动员的起跑速度处于国际水平，这为减小与国际短跑运动员的差距奠定了基础，而起跑速度与起跑技术有着直接的联系，因此有必要对短跑运动员的起跑技术进行分析。近几年来，我国体育研究突出对短跑技术进行分析，但大部分都是对优秀运动员的技术进行分析，而针对正在成长的一、二级短跑运动员的技术分析研究较少，特别是在培养竞技后备人才的高校。因此，本文通过对首都体育学院短跑专项一级和二级运动员的起跑技术进行分析，再结合我国优秀短跑运动员的起跑技术特征进行对比，为诊断首都体育学院短跑专项运动员的起跑技术提供理论依据，以及探讨短跑不同等级运动员之间的起跑技术特征。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

对我国不同等级短跑运动员起跑技术的运动学进行研究。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法 通过首都体育学院图书馆和中国知网，查阅短跑起跑阶段的相关资料，并收集整理。

1.2.2 实验法 以首都体育学院短

跑专项男子一级运动员2名和二级运动员6名为实验对象，同时收集国际健将陆斌和金晶的相关运动参数。首先通过安装使用2个星高钛HS高速录像采集系统对首都体育学院短跑专项一级和二级运动员的起跑阶段进行拍摄，所有实验对象在4道起跑，一台放在起跑线内侧，距离主光轴交点14m处，另一台置于6道，距离主光轴交点20m处，2个数码摄像机的夹角为110°，拍摄频率为100Hz。所有实验对象跑完后，在4道起跑线附近用美国PEAK三维标定框架对起跑阶段的动作范围进行标定。

1.2.3 数理统计法 通过录像解析系统获得相关数据，运用SPSS 22.0、Excel软件对数据进行统计。

2 结果与分析

2.1 不同级别运动员预备姿势下的髋、膝关节角度

据表1可知，短跑二级运动员在预备姿势下，前腿髋角约65°，后腿髋角约88°，前腿膝角约87°，后腿膝角约106°，相较于研究的最佳发力前腿膝角90°～100°、后腿膝角110°～130°来说角度偏小。6名实验对象均采用普通式起跑方式，短跑二级运动员前、后腿髋角相差23°，前、后腿膝角相差19°；短跑一级运动员在预备姿势下，前、后腿髋角相差15°，前、后腿膝角相差16°。

据表2可知，短跑国家级和国际级运动员在预备姿势下，前后腿髋、膝角均没有很大差别，两者的起跑预备姿势比较相近，最大角度差值是前腿膝角，相差3.12°，最小角度差值是后腿膝角，相差0.99°。从生物力学角度来说，起跑的动力源主要来自于地面的反作用力，后蹬是主要的动力来源，因此两者在后蹬发力上无差异。

表1 短跑一、二级运动员髋、膝关节角度参数 。

综合表1、表2可知，短跑一级运动员在预备姿势下，前、后腿髋角普遍比二级运动员的前、后腿髋角小，前腿膝角普遍比二级运动员的前腿膝角大，后腿膝角与二级运动员没有太大的差异。在预备姿势，提高臀部使重心前移有助于起跑，一级运动员的前、后腿髋角小，且前腿膝角大，说明短跑一级运动员的臀部抬的比二级运动员高，更有利于发力。后腿膝角在一级和二级运动员之间没有差异，说明两者重心位置没有很大的差别。短跑一级以上的运动员在预备姿势下，其前、后腿髋角普遍比一级运动员小，后腿膝角普遍比一级运动员大，但后腿髋角却无很大差异，在前、后腿髋角差值和前、后腿膝角差值上也明显小于一级运动员。根据生物力学研究发现，膝关节角度≥135°时，能更好地发力，且随着角度的增加而增大。潘灵学者的研究表明，我国优秀短跑运动员的前腿膝角在95°～115°，后腿膝角在115°～130°，没达到135°的理想发力角度。但总的来说，越高级别的运动员的起跑发力效率和稳定性越高。

因此，首都体育学院短跑二级运动员要加大肌肉力量的训练，增加各关节的角度，重视稳定肌的训练，提高动作的稳定性；短跑一级运动员可适当地减小前、后腿髋关节的角度，加大后腿膝关节的角度，进一步加强各关节部位的肌肉力量。

2.2 起跑后蹬时的运动学分析

本文研究的起跑后蹬时是指起跑时前腿即将蹬离起跑器的时刻。由表3可知，短跑二级运动员在起跑后蹬时刻的后腿膝角最大值是张某173.12°，最小值是巫某159.61°，两者相差13.51°；前腿髋角最大值是回某93.62°，最小值是巫某61.94°，两者相差31.68°；在小腿蹬伸角、躯干前倾角方面，两者没有很大差异，平均角度分别是48.8°和36.67°。除了短跑一级运动员任某前腿髋角65.72°以外，其他短跑一级运动员、国家级运动员、国际级运动员的前腿髋角均在80°；后腿膝角、小腿蹬伸角、躯干前倾角均不存在很大的变化，说明短跑运动员达到一级水平后，动作趋于固定。

表2 短跑国家级和国际级运动员髋、膝关节角度参数 。

表3 不同等级短跑运动员起跑后蹬时相关运动学参数

比较短跑二级运动员、一级运动员、国家级运动员和国际级运动员的起跑后蹬时的运动学参数，短跑二级运动员的小腿蹬伸角和躯干前倾角显著高于一级以上的运动员，且重心合速度最小。从短跑二级运动员到国际级运动员，小腿蹬伸角和躯干前倾角呈逐级递减、重心合速度呈逐级递增的趋势。有研究表明，起跑后蹬时刻的小腿蹬伸角应在42°～45°，躯干前倾角应在15°～20°，而二级运动员的小腿蹬伸角和躯干前倾角相对过大。根据运动生物力学原理，运动员在后蹬时刻只有一条后蹬腿与地面接触时，发力源主要来自于后蹬，而运动员的运动方向是向前的，因此合力主要是向前，后蹬对地面的反作用力是向前上方的，除去肌肉间消耗的内力，可以将反作用力分解为对抗身体重力的垂直方向上的支撑力和水平方向上的分力，以便在维持垂直方向上的力平衡后向前运动。小腿蹬伸角和躯干前倾角偏大是由于下肢力量不足造成的，如果刻意地去维持这种姿态，就会使运动效率下降，影响重心合速度。短跑二级以上运动员的小腿蹬伸角和躯干前倾角在逐渐下降，重心合速度在逐渐递增，运动员的专项素质越来越高，动力源大可通过减小小腿蹬伸角和躯干前倾角来减少垂直向上的分力，更多地增加水平向前的力。

通过比较表3的后腿膝角数据发现，所有调查的运动员的后腿膝角均没有达到180°的最大发力状态。有关研究表示，短跑运动员在蹬伸阶段不需要蹬直，蹬伸膝角在蹬离瞬间超过165°后，胫骨关节面向股骨关节面曲率半径大的那一部分滑动会降低运动效率。实践也发现，优秀运动员的蹬伸角度是165°。

通过比较表1、表2、表3最后离地那条腿的膝角，也就是从起跑预备姿势下的前腿膝角到后蹬时刻的后腿膝角，短跑二级运动员除了巫某，其他二级运动员的膝关节角度增大了1倍；任某、何某膝关节角度分别增大69.45°和79.1°；金晶膝关节角度增大59.84°；陆斌膝关节角度增大59.91°。从二级运动员到国际级运动员4个等级的变化中，运动员在起跑预备姿势下的前腿膝角到后蹬时刻的后腿膝角的变化值越来越小，且膝关节角度差值逐渐趋近于60°。其中，短跑二级运动员的膝关节角度变化值最大，蹬伸充分、发力大，但重心合速度却较小；短跑二级以上运动员膝关节角度变化值小，但重心合速度却更大。

由以上数据可知，首都体育学院二级运动员要针对起跑后蹬阶段后腿膝角不合理、小腿蹬伸角偏大和躯干前倾角偏大的问题进行针对性地训练，加强下肢和髋部的肌肉力量；其次，增强踝关节周围、臀部、腹部的肌肉力量以及髋关节的灵活性练习来提高下肢肌肉力量和动作稳定性。一级运动员在增强整体专项力量素质的同时，应加强灵敏性和协调性训练，提高神经对肌肉的控制及肌肉间的协调性，提高肌肉力量的整体利用效率。

3 结 论

短跑二级运动员的起跑技术动作不规范，特别是在一些细节动作上，明显较二级以上运动员差。短跑二级运动员需要加强各关节肌肉力量、肌肉间的协调性以及各关节的灵活度练习，重视髋部肌群的训练。短跑一级运动员在加强肌肉力量的同时更要加强本体感受器的训练。越是等级高的短跑运动员，最后离地那条腿的膝角变化值越趋于60°，起跑技术越趋于合理，肌肉动力链的传递效率及运动效率越高。

G822.1

A

1674-151X（2017）03-043-03

2017-01-12

学科建设：田径跑类项目教学训练研究项目研究成果（编号：15510699）。

杨细文（1992～），硕士研究生。研究方向：体育教育训练。