优秀男子跳水运动员走板节奏的运动学分析

刘卫国　陈晓光　刘　卉　刘学贞

（1.广西师范大学体育学院，广西 桂林 541004；2.河南师范大学体育学院，河南 新乡 453007；3.北京体育大学，北京 100084）

摘 要：以国家队10名优秀男子跳板跳水运动员为研究对象，对其同一动作103b的助跑进行了运动学分析，结果表明：助跑加速主要集中在有腾空的跨步，而每步加速又都是集中于双支撑阶段；助跑制动是通过跨跳步的“刚化”动作在等待和蹬伸阶段实现的；提高助跑速度常常以加大步长为主要手段；我国优秀男子跳板跳水运动员都采用短跨跳的长距助跑。

关键词：跳板跳水；运动学分析；步伐结构；走板节奏

中图分类号：G804.63文献标识码：A文章编号：1007-3612(2008)12-1655-03

A Kinematic Analysis on Approach Rhythm of Elite Man Springboard Divers

LIU Wei瞘uo1， CHEN Xiao瞘uang2， LIU Hui3， LIU Xue瞶hen3

(1. Sports College, Guangxi Normal University, Guilin 541004, Guangxi China; 2.Sports School, Henan Normal University,Xinxiang 453007,

Henan China; 3. Beijing Sport University, Beijing 100084, China)

Abstract:Adopting 10 elite man springboard divers from national team as research object, the paper kinetically analyzes their approach in 103B. The results show that approach acceleration mainly takes place in the stride step with elevation, while acceleration in each step does in the stage with double stretches; dynamic of approach is gained by hard stride瞛ump in waiting and stretching; that enlarging step is the main way to increase speed; that the approach, with short stride瞛ump and long distance, is adopted by those divers.

Key words: springboard diving; kinematics analysis; step structure; walk plank rhythm

助跑是跳水运动的开始，其完成质量直接影响后续的起跳、空中姿势和入水效果，由于助跑是在不稳的弹性板上完成的，所以在助跑过程中如何控制好节奏，以保证人板的平衡和稳定，是助跑的核心问题，也是跳板跳水训练实践的一大难关。

近年来，关于跳板跳水助跑节奏的问题在各类文献中已有所报道，但是，由于运动技术本身是在不断发展的，所以对当前优秀运动员的助跑节奏进行新一轮的总结和更系统的研究是十分必要的。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究以国家队奥运阵容中10名优秀男子跳板跳水运动员为研究对象。受试者身高158～178 cm不等，体重从52～70 kg不等，其中国际健将8人，健将2人。

1.2 研究方法

1.2.1 方案设计

一方面由于跳板跳水是难美型运动，本实验的技术难点是对运动员动作完成质量的评定和筛选。为了提高各项技术参数指标的研究效度，本实验对所获资料进行筛选时，采用的评价标准结合了专家评定与动作得分，所有文中选取的动作都是比赛和训练中专家认为助跑较好，且得分均在8分以上的动作。另一方面，由于运动员完成简单动作更有利于反映运动的内在规律，所以本研究有意识地选取简单的103b动作来揭示其助跑的一般特征。

1.2.2 二维图像分析

采用一台HCRE型号的摄像机对10名运动员103b动作进行定点常速拍摄，机位距离走板运动画面垂直距离18 m，机头高出平衡状态下跳板平面1.1 m，主光轴垂直于运动平面并指向运动画面的中心。对拍摄的运动图像，通过北京体育大学生物力学教研室开发研制的视讯解析系统进行解析，采集频率为50场/s，利用扎齐奥尔斯基人体模型，所得数据进行数字化滤波法平滑，截断频率为10。

1.2.3 数理统计

根据统计学原理，利用SPSS软件系统对测定的数据进行常规统计。P<0.05表示差异有显著性，P<0.01表示差异非常有显著性。

2 结果与分析

步伐是助跑的基本构成单元，步伐结构（包括步速、步频和步长三个要素）是助跑的物理表征，步速、步频和步长的变化特点实质是助跑节奏的具体体现^[11-12]。本文以摆动腿脚尖着板为特征画面，两相邻特征画面之间的动作为一步。以常见的六步走板起跳为例，跳板跳水助跑包括无腾空的前三步、有腾空的第四步和具有跳跃特征的第五步。如图1，为了研究需要，这里进一步定义各步中人体重心刚好处于支撑点垂直上方的运动状态叫垂直支撑。则一个助跑步伐分为双支撑阶段（从支撑腿着板到摆动腿离板的运动过程）、前支撑阶段（从摆动腿离板到垂直支撑的运动过程）和后支撑阶段（从垂直支撑到摆动腿着板的运动过程）三部分（其中第一步无双支撑，第五步分为缓冲和蹬伸）。

2.1 步速变化

步速是步伐参数的综合指标，是步长和步频变化的结果，实质就是助跑各步人体总重心的平均水平速度，通过计算步长与步时的比值求得。助跑水平加速是人体重心水平运动的主要特点，其作用有二：一方面为整个人体运动提供能量，另一方面营造一种和谐的较高运动节奏。10名运动员103b动作测试结果显示：重心水平速度总趋势前四步不断增大，且加速集中于第四步，而第五步大幅减小，各步差异有非常显著性，如表1、表2；各步人体重心水平速度并不是均衡增长，其水平加速主要集中在各步双支撑阶段，第四步接着双支撑加速后还有一个明显的后支撑加速过程，第五步重心水平速度突然大幅减小，主要集中于等待和蹬伸阶段的前期，如图1、图2、图3（此3图为同一运动员同一动作的相关技术参数的动态变化）。

各步间速度变化是其技术要求的结果。同其它硬性介质上助跑跳跃运动一样，跳板跳水助跑的任务之一就是创造水平动量，所以助跑步速在前四步不断增大。不同的是跳板是有弹性的软性介质，助跑中要求人板必须谐和运动，稳定性成为助跑的核心问题，也正是这种不稳的介质限制了人体正常的水平加速，因此为了达到一个较理想的水平速度，助跑加速并不是在各步均匀分配，而集中于第四步（第四步速度增值达116 cm/s，前三步增值总和为145 cm/s）。利用第四步的腾空跨步在腾空前人体支撑腿进行一次较前几步更积极的蹬伸，然后在空中调节好身体平衡，这样避免了不离板助跑积极加速后人板不稳状态的相互影响，有利于加速后平衡。第五步步速大幅减小正实现了助跑的目标，通过制动将人体的水平动能转移为跳板势能。

每一步的加速方式都体现了跳板跳水的项目特点。一般在硬地上的助跑，运动员常采用屈腿着地，并且由前支撑过渡到垂直支撑过程中下肢做进一步缓冲，进入后支撑阶段时，人体做积极的蹬伸动作使触地脚面产生相对支撑面向后的运动趋势，支撑面即产生向前支撑反作用力推动人体向前加速，同时人体腾空离地，所以这种集中在后支撑阶段的水平加速方式具有腾空高、速度大的特点，适宜硬性支撑面的运动项目。而跳板是富有弹性的支撑面，随着外力的撤除，跳板会反弹的。为了维持助跑的稳定，人体必须随着重心的前移持续给板以力的作用，所以支撑腿着板时不能屈，更不能在前支撑阶段做缓冲动作，当然在人体进入后支撑阶段时，下肢就不存在伸展的空间，无法完成像硬性支撑面的蹬伸动作。所以跳板跳水运动员只能在双支撑阶段（第一步开始不存在双支撑），利用后支撑腿的踝关节积极蹬伸（随着人体由前支撑向后支撑的过度，踝关节进一步背屈，为其积极蹬伸提供了角位移空间）进行水平加速。这种水平加速有三大特点：1) 蹬伸角度小，无腾空；2) 双腿支撑，稳定性好；3)

蹬伸幅度小，加速平稳（或产生水平速度小）。这三个特点均符合跳板跳水前三步走板的要求。而第四步跨步要求获得一定的高度落差进入跨跳步，同时又是制动前产生水平速度的最佳时期。所以运动员在双支撑加速后，由垂直支撑进入后支撑时，支撑腿的踝关节向前上方提前做一次积极蹬伸，一方面使人体腾空，获得一个适宜重心高度；另一方面进一步增大重心的前移速度，完成第四步的第二次水平加速，这也从力学角度解析了助跑水平加速集中在第四步（跨步）的原因。

第五步水平制动集中于等待和蹬伸阶段是跨跳步特殊缓冲动作决定的。从理论上讲，制动力作用于脚掌而达到人体重心减速，在运动员下肢和上体之间，作用力必然要进行有效地传递。而跨跳步采用主动缓冲（神经支配下肌肉收缩成分不收缩、无张力作用），下肢各关节肌肉松弛，不利于力的传递。只有做等待和蹬伸动作时，整个人体“刚化”，制动力作用才能有效从脚掌传到人体重心，从而有效制动。可见，不同于一般硬性支撑面助跑的水平制动总是伴随缓冲动作进行，跳板跳水的水平速度在缓冲阶段变化较小，这是跨跳步采用主动缓冲而不是被动缓冲的结果，是跳板跳水特有的规律。

2.2 步频变化

步频值是步时值的倒数，步时是通过每步经历的画面帧数求得。测试结果显示：前四步随着走板的进行有增大趋势，各步之间差异无显著性（第三步等于第四步）；但是第五步大幅减小，且差异有非常显著性，如表1、表2。

助跑加速常常通过有两种方式来实现：一是增大步幅，另一种是加快步频。一般硬性支撑面上的助跑，由于助跑距离大、步伐多，各步间步幅差异小（步幅大，步幅储备小），所以步幅对步速影响小，加速常常是利用提高步频来实现的。但从跳板的物理性能来说，随运动员助跑步伐向板端移动，支撑腿的着力点距离板的支点越来越远，板的固有振动频率减小，增大步频来提高助跑水平动量是不利于“合板”的，所以说跳板跳水运动员前四步助跑的步频差异无显著性，正是运动员助跑过程“合板”的结果，也可以说跳板跳水助跑加速不以增大步频为手段。由于第五步具有跳跃特征，它包括单腿缓冲、单腿蹬伸和蹬伸前的适当“等待”（选择最佳积极蹬伸时机），所以跨跳步步频大幅减小是其技术要求的结果。

2.3 步长变化

步长是指各步人体重心的水平位移，通过计算各步起止运动画面人体重心水平坐标的差值求得。由于步长受身高影响，本文将各步步长和步长身高比进行对比分析。测试结果显示：与步速变化一样，二者前四步不断增大，第五步大幅减小，并且差异均有非常显著性（表1，表2）。

步长与步速的变化趋势一致是利用加大步长而实现水平加速的结果。本文10名优秀运动员助跑全程均值为378 cm，跨跳步均值只有21 cm，而李连在1980年测得优秀运动员（李孔政，

园春等）助跑全程为330～340 cm，跨跳步步幅为50 cm左右，吴延禧1990年测高敏、谭良德助跑全程为340 cm左右，跨跳步步幅为40 cm左右^[11]。可见，当今优秀运动员（以五步助跑为例）助跑加速步步长较过去有较大提高而跨跳步步长大幅降低。这种短跨跳的长距助跑可以增大前四步的步幅，有利于提高助跑水平速度。正如前面论述，助跑的任务之一是通过加速增大水平动量，但又不能提高步频，那么增大步长是助跑加速的主要途径。从身体素质角度看，平时力量练习同时，应该加强运动员下肢柔韧性的训练，避免跨步在伸膝条件下大幅屈髋时大腿后群肌出现被动不足，以保证运动员的步长储备^[13-14]。

3 小 结

1) 整个助跑加速主要集中在有腾空的跨步，而每步加速都是利用双支撑阶段后支撑腿的踝关节蹬伸实现（但跨步除双支撑加速外还有一次积极的后支撑加速）。

2) 助跑制动与缓冲动作分离是跳板跳水特有的技术要求，并且运动员都是通过跨跳步的“刚化”动作在“等待”和蹬伸阶段完成制动。

3) 提高助跑速度常常以加大步长为主要手段（提高步频不利于“合板”）。

4) 当前我国优秀男子跳板跳水运动员都采用短跨跳的长距助跑，所以运动员的步幅提高，尤其是跨步的步长储备可能是此项技术的关键。

参考文献：

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