我国优秀女子三级跳远运动员着地技术特征研究

2012-01-30尚瑞花

体育研究与教育 2012年4期

关键词：跨步角速度大腿

尚瑞花

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

2000年田径大奖赛总决赛上，参加女子三级跳远比赛的前11名运动员，其平均成绩13.65m±0.45m。根据詹姆斯划分技术类型的方法，本文研究对象均采用“平衡型”技术。

1.2 研究方法

1.2.1文献资料分析查阅1980年以来国内外有关文献资料100余篇、专著20余本，并在网上查询了相关信息，了解了目前关于三级跳远运动的研究现状、发展趋势和存在的问题，以便进一步加深对技术的理解。

1.2.2调查访问法在论文的选题及收集资料过程中，根据研究需要，通过信函、面谈等方式，访问了32名优秀运动员、教练员和生物力学专家，了解了他们对有关问题的看法和建议。

1.2.3摄像法和录像解析法采用三台松下M-9000摄像机，从助跑道右侧对三跳起跳动作进行平面定点拍摄。摄像机镜头距地面高1.05m，拍摄距离18m。拍摄频率为25HZ，解析频率为50HZ，电子快门频率1/1000。在比赛前开机，整个比赛过程中不停机。

应用北京体科所研制的爱捷录像解析系统——EIMG 7.0程序对动作进行数字化处理，采用扎齐奥尔斯基人体模型，所得数据经低通滤波平滑处理，滤波频率 f=8，获得本研究所需的运动学原始数据。

1.2.4数理统计法运用excel对解析数据进行有关计算，得出各项指标参数；用spss 10.0软件进行有关参数的等级相关和非参数检验的统计处理。

1.3 相关概念定义

着地角：起跳腿着地瞬间重心与支撑点连线同水平面的夹角。

大腿角：支撑腿的髋关节转动中心与膝关节转动中心连线同水平面的夹角。

大腿转动角速度：大腿角的变化速度，顺时针方向为“+”，逆时针方向为“-” 。

小腿角：支撑腿的膝关节转动中心与踝关节转动中心连线同水平面的夹角。

小腿转动角速度：小腿角的变化速度，顺时针方向为“+”，逆时针方向为“-”。

小腿相对转动角速度：小腿转动角速度-大腿转动角速度。

2 分析与讨论

2.1 大腿在各跳着地瞬间的运动学特征(见图1、表1)

图1是三跳着地瞬间大腿转动角速度的大小对比情况。其中跨步跳着地瞬间大腿转动角速度为最大，单足跳最小，且两跳间存在显著性差异(P<0.01)。单足跳与跳跃的该指标差异呈显著性差异(P<0.05)。说明大腿的摆动情况在各跳着地前具有不同的运动特征。表1是各跳着地瞬间大腿转动角速度与该跳着地角的相关关系。其中，跨步跳和跳跃两跳的大腿转动角速度与该跳着地角呈显著性相关。表明跨步跳和跳跃起跳着地前大腿的加速下压是影响这两跳着地角的重要因素。

图1 各跳着地瞬间大腿转动角速度

各跳着地动作的差异与着地前腾空阶段的动作形式有关。在助跑最后一步摆动腿蹬地时起跳腿前摆，当摆动腿蹬离地面后不停顿地折叠向前摆的同时，起跳腿积极下压着地进入单足跳起跳。为了减少腾空时间、减少水平速度的损失，在着地前起跳腿向前上方摆动幅度比正常跑的摆动要低一些。从助跑最后一步摆动腿蹬离地面到着地，重心的抛物线低，腾空时间短，下肢动作的时间和空间小。着地瞬间大腿转动角速度小，对着地点的影响也小。

跨步跳是在一定腾空状态下着地起跳的，跨步跳的起跳腿也是单足跳的起跳腿，所以在单足跳的腾空中要完成换腿动作，这是单足跳腾空动作的独特之处。换腿动作进行的早晚，不仅影响腾空中身体的平衡，也直接影响腾空后期准备着地的动作质量。换腿之后起跳腿继续积极向前上方提拉，使同侧髋关节前送，同时摆动腿和两臂要配合向后摆动至最大程度，这样为着地前起跳腿和摆动环节的摆动动作形成最大幅度，以利于下一跳起跳。在本文研究的11名运动员中，只有两名队员，在跨步跳着地前两大腿最大夹角超过100°，分别为142°和130°，其他运动员都没有达到100°。这两名运动员在着地瞬间大腿转动角速度分别为692°/s、389°/s，远远大于均值291°/s。而且其中一名运动员的着地角为65.88°，为跨步跳的起跳创造了适宜的条件。其他运动员着地前两大腿夹角最大值很小的原因有两方面：其一，目前三级跳远训练中教练员、运动员都非常重视积极着地技术，加大着地前下肢的快速回压。运动员在腾空中急于下压而忽略之前的前摆幅度，造成不能按照正确的技术结构完成动作，使着地点距离身体重心投影点很近，出现着地角普遍偏大，后继动作完成不充分，影响了起跳效果。其中有七名运动员是这种情况；其二，换腿晚。换腿晚造成起跳腿来不及摆到必要的高度，由于大腿摆的高度不够，使着地匆忙，着地点距身体重心投影点过近，以至于着地腿在尚未充分完成起跳动作的情况下，身体被迫前移，起跳效果不好，另外两名运动员是这种情况。以上分析了跨步跳着地瞬间着地角偏大的原因。本文认为：跨步跳着地前强调下肢积极加速下压要在正确完成前导动作的基础上，以获得适宜的着地角为宜。

三级跳跳跃起跳前，起跳腿在空中还要完成一个跨步。在着地前，起跳腿应以髋关节为轴在臀部后群肌肉收缩作用下积极下压扒地。从相关分析可见，起跳腿在着地前积极加速下压是影响该跳着地角大小的重要因素。根据动量矩守恒原理，着地前，人的身体处于无支撑腾空状态，人体总动量矩保持一定，着地前起跳腿的加速下压与摆动腿向前下方的加速摆动是相对应的，所以很多世界级水平的男子运动员为了加大摆动腿、起跳腿在着地前的这种相向运动的动作幅度和速度，在跨步跳腾空中有“第二次挥摆”。“第二次挥摆” 就是在跨步跳腾空中跳跃起跳的起跳腿在原有摆动幅度的基础上，再次向前上方摆动，同时摆动腿做屈小腿向后摆动，加大了后继动作的动作幅度。孙长江曾指出：“第二次挥摆”对紧接着的落地动作能起到良好的效果。腾空中“第二次挥摆” 首先能进一步拉长起跳腿后群肌肉，使肌肉紧张性加强，有利于起跳腿下压力量的发挥，使着地前起跳腿下压角速度加快。第二，起跳腿带髋积极向前上方挥摆动作，必然引起后腿向后上的有力振摆，加大了此时两腿之间的夹角，为后腿向前积极摆动提供了良好的肌肉用力条件。本文研究对象中只有一名运动员在跨步跳的腾空阶段有“第二次挥摆”的动作，她的跳跃着地瞬间大腿转动角速度达到524.3°/s，是11名队员中最快的，形成了适宜的着地角(67°)，着地瞬间大腿角较大(66°)，使重心在着地瞬间保持较高位置，同时摆动腿的摆动速度在着地瞬间非常大(380.4°/s)，也是11名队员中最快的。适宜的着地角、快速的摆动为完成着地后的缓冲和蹬伸创造了良好的条件，其跳跃起跳时的蹬伸速度较大(432°/s)，腾起角也达到23.5°，跳跃距离达到5.50m。

通过各跳着地前动作过程的分析可以得出，积极性着地技术要以正确的动作结构为前提，运动员要按照正确的动作结构完成动作。单足跳的积极着地要尽量减少助跑最后一步的腾空时间；跨步跳着地前即单足跳腾空中，起跳腿与摆动腿完成换腿动作之后要继续相背地主动挥摆，尽量加大两腿间的夹角，之后再做积极的加速下压动作；跳跃着地动作在“第二次挥摆”动作完成之后，两腿再做积极地加速下压。

2.2 小腿在各跳着地瞬间的运动学特征

目前人们对着地前小腿的运动方式有两种观点。第一，在着地前小腿带动脚做积极的回摆，即小腿在大腿下压动作的带动及其自身加速回摆动作的共同作用下，绕膝关节做加速的向后下方运动，这种与重心运动方向相反的加速运动有利于减少着地瞬间脚的水平速度，形成扒地动作。这种着地方式有利于减少着地瞬间身体重心所受的水平制动力，从而有利于减少水平速度的损失；第二，着地时采用“制动式”的方式，即着地前小腿只是在大腿的带动作用下做被动的回摆，自身没有加速动作或回摆幅度、速度小，相对于重心来说着地瞬间脚水平速度很小，这种技术称“制动式”着地，有利于增加起跳时重心垂直速度的转化。本文研究结果表明：我国优秀女子三级跳远运动员以上两种方式都存在，在单足跳和跨步跳着地时都采用第一种方式，在跳跃着地时都采用第二种方式。说明运动员在三跳中并不是采用一种方式，这一点与人们目前的认识不同。

图2小腿在各跳着地瞬间的转动角速度与相对转动角速度

本文为了进一步分析着地前小腿的运动情况，引用了小腿相对转动角速度指标。各跳着地瞬间小腿转动角速度与小腿相对转动角速度的对比情况可见图2，对三跳的小腿转动角速度做差异显著性检验，结果都不具有显著性差异，而小腿相对转动角速度在三跳间呈显著性差异(P<0.01)。说明着地前小腿的主动加速情况在各跳着地前具有不同的运动特征。小腿相对转动角速度与该跳着地角的相关分析结果(见表2)。

表2 各跳着地瞬间小腿相对转动角速度与着地角的相关关系

单足跳着地前小腿的加速回摆是影响该跳着地角的重要因素。单足跳着地前起跳腿大腿的运动空间小，幅度小，小腿的加速回摆成为了调整着地点的关键环节。单足跳着地前小腿相对转动角速度与着地瞬间脚的水平速度呈显著性负相关(r=-0.624 ,P<0.01)。单足跳着地前加快小腿的加速回摆能减少支撑脚着地的水平速度，减少着地瞬间水平向后的制动力，有利于减少水平速度的损失。可见加快单足跳着地前小腿的积极回摆是减少水平速度损失的重要环节。

跨步跳的起跳在保证适宜垂直速度的前提下，要尽量减少水平速度的损失。从单足跳完成换腿两大腿夹角达到最大瞬间开始到跨步跳着地这一阶段为准备着地阶段，此阶段起跳腿膝角的变化反映了大小腿相对运动的情况。在此阶段我国运动员的起跳腿膝角都先增大，在着地前0.02s～0.04s开始减小，膝角的这种变化表明在准备起跳阶段前期起跳腿的小腿没有主动回摆，到着地瞬间小腿才做积极加速回摆。跨步跳着地瞬间小腿相对转动角速度与着地角的相关关系不具有显著性，而与着地瞬间脚的水平速度呈显著负相关(r=-0.484 ,P<0.05)，即着地前加快小腿的积极回摆有利于减少着地瞬间水平向后的制动力，有利于减少水平速度的损失，同时对着地角的影响又不大。所以跨步跳着地前加快小腿的积极回摆有利于起跳任务的完成。跨步跳着地前先以大腿主动下压为主，到着地瞬间小腿才做积极回摆，这是我国优秀女子三级跳远运动员跨步跳着地技术的主要特征。

可见我国优秀女子三级跳远运动员跳跃着地瞬间大、小腿的转动角速度都不是非常大，尤其是小腿相对转动角速度仅为168.1°/s，而且11名运动员中有4名运动员的该值是很小的负值，说明在着地前小腿的加速回摆幅度、速度小，这是加大着地距离，减少着地角的表现。这一技术保证了着地瞬间支撑点与重心投影点之间适宜的距离，获得了相对较小的着地角，有利于缓冲阶段有更多的动能转化为弹性势能，为之后的蹬伸阶段产生更大的垂直速度创造条件，也有利于提高起跳效果。这与詹姆斯跳跃起跳着地动作的观点一致。

2.3 三跳着地瞬间起跳腿膝角对比(见图3)

图3各跳着地瞬间起跳腿膝角

图3所示三跳着地瞬间膝关节角度，表明我国优秀女子三级跳远运动员在三跳中都采用屈腿着地。前两跳着地时膝角明显小于跳跃着地时膝角，造成这种现象的原因与前两跳着地前起跳腿小腿做积极加速回摆有关，而跳跃起跳时小腿的回摆不明显。起跳腿着地瞬间膝角小，在一定程度上可以减少着地时地面作用于人体的冲击力，对保持速度有利。同时根据复杠杆原理，膝关节在135°以上的范围进行发力时，膝关节的伸肌和屈肌能够有效的进行功能协作，产生力的放大，提高起跳腿抗负荷的能力。但当膝关节小于135°时所能发挥的力量就明显减少。根据膝关节的解剖学特性，运动员要将起跳过程中膝关节的活动范围控制在135°以上。所以根据运动员下肢肌支撑能力的大小，掌握适宜的小腿回摆时机和回摆幅度，是获得适宜的着地腿角度的关键。