我国优秀女子跳远运动员助跑起跳技术三维运动学分析

田昌瑞

(浙江师范大学,浙江 金华 321004)

跳远是一项历史悠久、具有高技术要求的田径项目。1988年,苏联运动员加琳娜·奇斯佳科娃创造了7.52 m的女子跳远世界纪录,这一成绩30年来没有人能打破。跳远包括助跑、起跳、腾空、落地等4个阶段。查阅国内外文献发现,跳远项目的关键技术主要体现在助跑速度、大腿间夹角、着地角、踏板速度、起跳速度、腾起角度、重心高度变化等运动参数上。现阶段我国女子跳远水平与世界级水平仍有很大差距,本文对2019年全国室内田径锦标赛总决赛女子跳远前4名运动员起跳技术进行三维运动学分析,为我国女子跳远运动员科学训练提供指导及建议。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

2019年全国室内田径锦标赛总决赛女子跳远决赛前4名,最好成绩为6.36 m,最差成绩为6.05 m,平均成绩为6.22 m。其中,1人为国际健将,其余3人为运动健将。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

通过中国知网、万方数据库等检索跳远相关文献了解女子跳远现状,为本研究提供理论支撑。

1.2.2 定点摄像测量法

在比赛现场用2台SONY DCR-HC52E摄像机进行定点定焦拍摄(图1),预先在比赛场地采用PEAK三维标定框架进行三维坐标标定,2台摄像机架设在高约4 m的看台上,分别位于跑道左右两侧,主光轴夹角约110°,拍摄频率为50场/s。

图1 女子跳远比赛运动技术定点拍摄示意

1.2.3 三维录像解析法

选择运动员2次最好成绩的试跳动作图像,使用德国SIMI°Motion 8.0运动解析系统对其进行解析,采用Hanavan人体模型合成重心,解析后的原始数据采用低通滤波的方法进行平滑,截断频率为6 Hz。

1.2.4 数理统计法

使用SPSS 21软件对运动员的关键技术相关参数进行处理。

2 结果与分析

2.1 跳远起跳技术阶段划分

跳远由助跑、起跳、腾空和落地等4个技术动作构成,决定跳远成绩好坏的关键因素在于助跑阶段获得的速度和起跳技术。目前,国内外对跳远运动技术的研究主要集中在助跑和起跳阶段,对腾空和落地阶段的研究较少,因为腾空和落地技术动作对跳远成绩的影响相对较小。本文着重研究跳远助跑与起跳阶段的运动技术。

根据国内外文献,可以将跳远助跑与起跳过程划分为倒2步阶段、倒1步阶段、着板缓冲阶段、蹬伸起跳阶段。

2.2 助跑阶段步长与速度变化

优秀跳远运动员助跑最后2步的步长与身体条件及运动技术特点密切相关,应根据跳远运动员的特点而定。钱铁群[1]研究表明,若想有效利用助跑获得的初速度,需减少助跑最后2步的步长差,步长差值一般在10～25 cm,最佳值在10～15 cm。我国女子跳远运动员倒2步步长平均值为2.15 m,倒1步步长平均值为2.08 m,步长差平均值为0.14 m,符合10～15 cm的范围,说明我国女子跳远运动员倒2步与倒1步步长差已达到世界优秀运动员水平。但在步长上,世界优秀女子跳远运动员倒2步与倒1步步长分别为2.32 m和2.24 m,均与我国运动员有非常显著性差异。在步长比例上,只有陈水清倒1步步长大于倒2步步长,其余均为倒2步步长大于倒1步步长。这主要是运动员在倒2步阶段通过增加步长加快了水平速度,在之后的倒1步阶段缩短了步长,是起跳腿快速放腿准备起跳所形成的一种特定的技术动作[2]。也有研究[3]认为,倒2步阶段身体重心下降从而为起跳做好充分准备,减小最后一步步长可以减少着地点与身体重心投影点的距离,使髋部和身体重心快速移过支撑点,从而快速放脚起跳,减小向后的反作用力,有利于助跑与起跳之间的衔接。

助跑速度对跳远运动员取得优异运动成绩具有重要作用。跳远运动员的助跑技术可划分为2种:一种是充分发挥速度能力,起跳前使助跑速度达到最大,实现加速上板起跳的效果;另一种是运动员在助跑最后阶段控制速度,使其保持在一个合适的范围,从而为起跳做好准备,腾起时获得较大的垂直分速度和腾起角度。运动员采用哪种方式,需根据自己的特点和技术选择。统计可知,我国女子跳远运动员助跑倒2步阶段的平均速度为9.79 m/s,倒1步阶段平均速度为9.44 m/s,8次试跳倒2步阶段速度均大于倒1步阶段。可见,在助跑速度上我国女子跳远运动员与世界优秀运动员有一定差距。

2.3 踏板瞬间水平速度

运动员起跳腿踏板瞬间的身体水平速度是判断助跑与起跳衔接好坏的重要指标之一。统计显示,我国优秀女子跳远运动员踏板瞬间水平速度平均值为(8.70±0.18) m/s。其中,最大值为许小令第1次试跳(8.96 m/s),最小值为杜佳妮第3次试跳(8.46 m/s)。世界优秀女子跳远运动员踏板瞬间水平速度平均值为(9.57±0.47) m/s[4],二者相差0.87 m/s,存在非常显著性差异。这说明我国女子跳远运动员助跑速度与世界优秀运动员助跑速度存在很大差距。大多数教练员认为,相对于减少速度损失率,提高助跑绝对速度是一个较为艰难且漫长的过程,更倾向于将训练重点放在如何减少速度损失率上,从而保证起跳时的水平速度。但如果一味地减小速度损失率而不加强绝对速度训练,效果可能适得其反,因为起跳会不可避免地损失水平速度,这一点已经得到公认。

跳远运动员在起跳阶段的速度损失率对起跳时的水平速度、垂直速度和腾起角度都会造成影响。运动员离板瞬间的水平速度和垂直速度决定了腾起速度和腾起角度,而垂直速度的大小又依赖于水平速度的损失,所以,水平速度损失率无法反映起跳效果的好坏。训练时,不能仅仅注重减小速度损失率,更重要的是提高助跑绝对速度的能力。

2.4 起跳阶段大腿间夹角、着地角、蹬地角和扇面角

起跳阶段积极主动的上板动作对跳远助跑与起跳起重要的衔接作用。上板动作与起跳腿和摆动腿的运动效应紧密相连。上板瞬间两大腿间夹角是衡量摆动腿摆动积极程度和摆动时机的指标之一。摆动腿摆动越积极,起跳腿下压就越积极,从而形成较小的大腿夹角。两大腿之间距离越短,身体重心位置就会越高越向前,摆动腿放脚的距离缩短,从而减少缓冲过程,加快上板速度。我国女子跳远运动员上板瞬间的大腿间夹角均值为48.21°,大于世界优秀女子跳远运动员的平均水平(43°),说明我国女子跳远运动员上板时摆动腿摆动不积极,影响了起跳动作幅度。

起跳脚着地瞬间着地角增大,阻力减小,助跑的速度损失减小,随着身体重心向前移动,运动员从踏板到离板的速度利用率会增加;而着地角减小,水平速度的损失会增加,加大起跳腿着板瞬间的冲击负荷,不利于运动员动用腿部力量,容易造成下肢关节或肌肉损伤。

我国女子跳远运动员起跳阶段着地角平均值为65.45°±2.8°,符合费尔歇模式(64°～69°)的要求。研究表明,优秀女子跳远运动员着地角在55°～68°,我国女子跳远运动员的2次试跳均处于此范围内,说明我国女子跳远运动员起跳阶段的着地角接近世界优秀运动员。

优秀女子跳远运动员的蹬地角为63.5°～74.7°,人体重心的投影点在支撑脚前0.25～0.31 m的位置。一定范围内增加蹬地角可以缩短缓冲时间,使运动员起跳时获得较大的垂直速度,从而产生较大的腾起角。我国优秀女子跳远运动员蹬地角的平均值为71.81°±2.64°,处于63.5°～74.7°的范围内,说明我国优秀女子跳远运动员的蹬伸技术已达到优秀水平。这有利于增加运动员的腾起角与腾空阶段的飞行距离。

优秀的起跳技术主要取决于起跳腿积极主动的着地,使身体重心快速向前移动,从而快速蹬伸完成起跳动作。研究[5]表明,在腾起角不变的情况下,助跑速度每提高0.7 m/s会减少0.03 s的起跳时间,着地角会增加6°,蹬地角会增加2°,扇面角会减小8°。因此,减小扇面角并缩短起跳时间是提高跳远成绩的重要途径。我国优秀女子跳远运动员起跳阶段的扇面角平均值为42.74°±3.19°,处于费尔歇模式范围(28°～43°)内,但接近临界值。这说明我国优秀女子跳远运动员还需加强起跳缓冲及蹬伸能力练习。

2.5 离板瞬间运动员重心速度及腾起角

在跳远4个阶段中,起跳是最重要、最复杂的。运动员需在尽量少损失水平速度的情况下获得较大的垂直速度,从而获得较大的腾起速度和腾起角。世界一流跳远运动员大多通过快速、积极的助跑、着板和起跳获得较大的水平速度。世界优秀女子跳远运动员起跳瞬间水平速度均值为(8.09±0.24) m/s,垂直速度为(3.10±0.3) m/s,腾起速度为(8.67±0.16) m/s。我国优秀女子跳远运动员起跳瞬间水平速度平均值为(7.82±0.24) m/s,与世界优秀运动员有显著性差异。垂直速度平均值为(2.59±0.25) m/s,腾起速度为(8.24±0.2) m/s,与世界优秀运动员有非常显著性差异,说明我国优秀女子跳远运动员的起跳能力不足。分析发现,许小令第1次试跳起跳瞬间水平速度为8.20 m/s,超过世界优秀运动员平均水平(8.09 m/s),但垂直速度(2.51 m/s)又远低于世界优秀运动员的平均水平(3.10 m/s)。陈水清第6次试跳的垂直速度高于世界优秀选手平均水平,但水平速度远低于世界优秀选手平均水平。这说明我国女子跳远运动员的起跳技术发展不平衡,在获得较高水平速度时无法保证垂直速度,而获得较高的垂直速度时水平速度又无法达到要求。提高我国女子跳远运动员的绝对速度及腿部蹬伸力量,从而保证起跳时可以获得较大的腾起速度,是我国教练员安排训练的重点。

腾起角是指腾起瞬间身体重心的腾起方向与水平面的夹角。跳远运动员的腾空距离主要由腾起角与腾起速度决定。研究表明,世界优秀女子跳远运动员腾起角为18°～24°。我国优秀女子跳远运动员腾起角均值为18.33°±2.03°。分析发现,垂直速度越大的选手腾起角度越大,虽然我国女子跳远运动员腾起角达到18°～24°的范围要求,但腾起速度与世界优秀运动员存在差距,导致腾空距离不足。平衡地增加腾起角与腾起速度是今后训练的重点。

2.6 起跳时间参数

起跳时间是评价起跳技术的重要指标之一,可分为缓冲时间、转化时间和蹬伸时间等3个部分。在缓冲时段,起跳腿落地缓冲时受到很大的支撑反作用力,水平方向上制动冲量较大从而减小水平速度,为保证最佳蹬伸时机,缓冲时间不宜过长。在转化时段,起跳腿肌肉从退让性工作转为克制性工作,运动员身体重心在支撑点后方,地面对支撑点的反作用力也在支撑点后方。此阶段蹬伸力量大,垂直速度迅速增加,延长此阶段时间有利于有效增加起跳时的垂直速度。在蹬伸阶段,腿部肌肉继续做克制性工作,运动员重心移过支撑点上方,支撑反作用力的水平分力不产生水平制动冲量,适当增长此阶段有利于达到良好的起跳效果。综上,起跳3个阶段的关系是:缓冲时间最短,转化时间最长,蹬伸时间较短。我国优秀女子跳远运动员的起跳时间符合这一特征,说明在起跳时间上我国优秀女子跳远运动员已达到较高水平。

3 小 结

我国优秀女子跳远运动员助跑倒2步与倒1步步长已达到世界优秀运动员水平,但在步长上还存在较大差距;着地角、蹬地角和扇面角均处于世界优秀女子跳远运动员的范围区间,已达到世界级水平;踏板瞬间水平速度,起跳瞬间水平速度、垂直速度、腾起速度与世界优秀女子跳远运动员存在显著差异,助跑速度与起跳技术也与其存在较大差距;腾起角度虽然处在优秀运动员的区间范围,但腾起速度较小导致腾空距离不足。今后训练中需加强绝对速度与腿部蹬伸力量练习,而不是一味地提高速度利用率,确保运动员各方面均衡发展。