振动力量训练对跳远运动员下肢专项力量训练效果的影响研究*

赵洪波 ，侯小燕

(北京体育大学)

振动力量训练法是目前较流行的一种力量训练方法.它区别于其它力量训练方法的最大特点是能够以相对较小的附加负荷有效地提高肌肉的最大力量、快速力量及力量耐力，而且，对人体的平衡能力、骨骼密度、柔韧能力及血液的激素水平等都会产生正面影响［1］.

目前，已有研究表明，振动力量训练能在同等负荷条件下，更有效地发展跳远运动员下肢的肌肉力量水平.但是，运动员能否将这些通过振动训练获得的肌力有效地转化为专项力量还不是很清楚，也就是说，关于振动力量训练对运动员下肢专项肌力影响的实际效果方面研究较少.跳远运动员的专项力量是指运动员完成跳跃过程中，人体参与运动的肌群或肌群收缩克服阻力的能力［2］.也就是说，是指起跳过程中起跳腿的踏跳力量和摆动腿的摆动力量.德国力量训练专家认为肌肉在很短的时间内被迫拉长呈等长收缩后迅速转化为向心收缩所产生的力量为“反射性力量”，从根本上讲，蹬地和起跳过程中，运动员的快速起跳能力取决于3个因素:缓冲阶段相应工作肌群退让收缩的速度和在退让工作中表现出的最大肌力;蹬伸阶段相应工作肌群在克制工作中所产生的瞬时爆发功率;起跳工作肌群“离心”与“向心”的衔接性［3］.

鉴于此，该研究在总结前人研究成果的基础上，对振动训练后跳远运动员进行跳深测力台测试，通过对跳深过程中影响运动员快速起跳能力影响因素的分析，揭示振动训练对跳远运动员下肢专项肌力的影响，以期为广大教练员指导跳远训练提供依据.

1 研究对象与研究方法

1.1 实验对象

以振动力量训练对跳远运动员下肢专项力量的影响为研究对象，以北京体育大学8名跳远专项二级运动员为实验对象.将实验对象随机分为实验组和对照组，基本情况见表1.

表1 实验对象基本情况统计

1.2 研究方法

1.2.1 实验法

1.2.1.1 实验仪器

采用德国产的POWER PLATE振动训练仪对受试者进行振动训练，采用由跳箱和KISTLER9290型测力台组成的跳深测力台对起跳过程中的各项指标进行测试，其采样频率为500 Hz.

1.2.1.2 实验方案

实验组和对照组的专项技术及素质(除下肢力量)训练均为6次/周，90 min/次，练习内容相同，共训练8周.其中，实验组的下肢力量训练在振动仪上进行，30 min/次，振动仪的振动频率定为25～40 Hz，振幅为2～4 mm;对照组的下肢力量训练借助传统力量训练方法，两组训练次数均为2次/周.实验前和实验后，进行跳深测试，跳深高度设定过程如下:在查阅文献并咨询相关专家的基础上，对实验对象进行了50 cm、60 cm、70 cm、80 cm四个高度的跳深测试，结果表明，高度为70 cm的跳深测试时能够表现出最大力值，因此本实验将跳深的适宜高度设定为70 cm.

1.2.2 文献资料法

通过对中国期刊网、北京体育大学图书馆、国家图书馆相关文献资料的收集和整理，为该课题的研究提供保障.

1.2.3 专家访谈法

走访相关专家，就本研究的实验设计、训练方法和测试内容的选定等问题进行了咨询，为实验的顺利进行提供保障.

1.2.4 数理统计法

用Excel和SPSS11.0统计软件对实验前和实验后所测得数据进行统计处理.在均值比较中采用独立样本T检验和配对T检验对有关参数进行定量统计分析.

2 研究结果与分析

图1为进行三维测力台测试时，测得运动员踏跳时下肢肌力在垂直方向上的力值波形变化，曲线为Fz垂直力值波形，反映了运动员起跳中垂直方向上所受到的作用力大小的变化情况.跳深的力-时间曲线如图1所示.

图1 跳远起跳阶段力-时间曲线图

2.1 对踏跳过程中缓冲阶段时间因素及最大肌力的统计分析

2.1.1 对踏跳总时间的统计分析

相关研究表明:在正确完成起跳动作的前提下，起跳时间与运动成绩的相关系数为 r=-0.69，呈显著负相关［4］.起跳总时间在一定程度上能够反映运动员下肢肌群的伸缩速度，是评定起跳效果的一个重要因素.同时，金嘉纳(1981)的研究结果表明:时间因素对支撑缓冲最大肌力的获得，对蹬伸时最大功率的发挥及支撑缓冲阶段和蹬伸阶段的紧密衔接都具有非常重要的作用［5］.布勒、施密特布莱希尔等人和保尔斯费尔德等人的研究认为，肌肉完成“拉长—缩短—周期”的时间对反应力量能力具有关键影响作用［6］.

表2 两组踏跳总时间的统计

表2为运动员跳深过程中，对起跳腿踏跳总时间的统计，结果表明，与实验前相比，实验后，进行振动力量训练的实验组和进行传统力量训练的对照组的踏跳总时间均呈现显著性变化，但是，从提高的幅度来看，实验组提高幅度远远高于对照组，说明使用振动训练更有利于缩短运动员的踏跳总时间.

2.1.2 对踏跳过程中缓冲时间的统计分析

从生物力学的角度分析，缓冲阶段，起跳脚获得的支撑反作用力很大，方向是向后上方，使人体在水平方向上受到一个较大的制动冲量，水平速度会受到损失，能量发生转移和转化.如果这一阶段的时间过长，就会造成水平速度的损失过大，能量的利用率降低，影响起跳后的腾空远度.因此，为更进一步了解踏跳过程中缓冲时间的变化情况，我们对踏跳过程中缓冲时间的变化进行了统计(见表3).

从表3可以看出，实验前后，实验组的缓冲时间均呈显著性提高，在提高幅度上，实验组缓冲时间的提高较明显，说明实验组总时间的变化主要是由于缓冲时间的大幅度减少引起的，从而表明实验组的缓冲阶段，相应工作肌群产生退让性收缩的速度得到提高，产生的水平速度损失率较小，从而使能量得到了有效传递，使运动员快速的转入蹬伸阶段.

2.1.3 对踏跳过程中缓冲阶段最大力值(第一波峰力值)特征的统计分析

踏跳过程中，肌肉做退让性工作时表现出的最大肌力是评定跳远运动员下肢专项力量的一个重要指标［7］，踏跳过程中第一波峰力值水平则反映了踏跳过程中的最大力值水平.

表3 两组踏跳过程中缓冲时间的统计

表4 两组踏跳过程中缓冲阶段最大力值特征的统计

如表4所示，实验后，两组跳深的最大力值均有提高，但实验组的跳深最大力值提高幅度较大，大于对照组，表明振动训练能够更加有效地提高跳远运动员踏跳缓冲阶段的最大力量水平，保证了快速有效的上板.

此外，最大力值水平与其对应时间的组合反映出了跳远运动员起跳腿的快速力量能力以及产生制动冲量的情况.也就是说，起跳时的第一波峰力值高，相对应的时间少，则第一波峰就相对陡峭，那么运动员的起跳动作就会表现出快速有力，从而使运动员上板着地时，起跳腿积极前伸下压着地，使着地力量加大，因此人体受到地面的反作用力就会相应提高，从而为运动员积极送髋快速上板起跳提供了有利条件，有效减少了由于上板起跳所造成的速度下降，提高了速度转换效率，为获得较高的垂直速度打下良好基础.

表5 两组踏跳过程中缓冲阶段最大力值对应时间特征的统计

由表5对跳深最大力值对应时间特征的统计显示，实验后，实验组和对照组在达到最大力值的时间上都有明显减少的趋势，但是，与对照组相比，实验组在达到最大力值所用的时间减少的更加明显.因此，结果表明振动训练更有利于提高跳远运动员起跳腿的快速力量能力.

2.2 对踏跳过程中蹬伸阶段爆发功率的统计分析

2.2.1 对踏跳过程中蹬伸阶段波谷力值特征的统计分析

起跳脚着地支撑后，起跳腿伸肌群进行退让性收缩，抗衡由于快速上板起跳而形成的强大的冲击力作用.当伸肌肌群所产生的肌力与外冲击力值相等时，垂直力值便不再下降，形成Fz波谷力值点.因此，Fz波谷力值的大小，反映了运动员起跳腿伸肌肌群的最大肌力，既运动员起跳腿的支撑能力，两者成正比关系，波谷力值小，支撑能力弱;波谷力值大，支撑能力就强.前人研究表明:垂直波谷力值与第一波峰力值和第二波峰力值均成显著性相关，(R分别为0.609、0.669、P＜0.01)，即在起跳中，运动员上板时获得的垂直冲击力值越大，有利于运动员获得较大的波谷力值，这也可以减小力值由第一波峰力值回落的缓冲幅度，同时为运动员获得较大的第二波峰力值奠定基础.垂直波谷力值与跳远成绩呈显著性正相关，(R=0.609、P＜0.01)，即运动员在起跳中获得的垂直波谷力值越大，越有利于获得较大的垂直速度，尽而获得较好的跳远成绩［8］(见表6).

实验后，实验组和对照组跳深的波谷力值指标显示，两组的波谷力值均有所增加，与实验前的测试结果均呈现出差异，实验组实验后跳深的波谷力值提高幅度远大于对照组，与实验前呈显著差异.表明振动训练对起跳腿伸肌肌群力量的增长具有较大优势.

2.2.2 对踏跳过程中蹬伸时间的统计分析

表6 两组踏跳过程中蹬伸阶段波谷力值的统计

表7 两组踏跳过程中蹬伸时间的统计

从表7可看出，实验后实验组踏跳过程中蹬伸时间明显减少了，与实验前呈显著性差异，而对照组的蹬伸时间并未减少，反而增加了，所以其蹬伸时间的提高百分比为负数，为-0.36%.因此，可以说，振动训练能够更有效地减少跳远运动员踏跳过程中的蹬伸时间，有利于蹬伸速度的提高，促使相应肌群能够产生快速的伸缩反应，因此，结合表5和表6的统计结果可知，与传统力量训练法相比，振动训练更有利于提高跳远员的爆发功率水平，有利于跳远运动员起跳能力的有效发展.

2.3 对踏跳过程中蹬伸阶段第二波峰力值特征的统计分析

Fz力值波形图中的蹬伸阶段曲线，反映了运动员着地缓冲后摆动环节的积极摆动和起跳腿蹬伸所获得的垂直支撑力值.研究发现:运动员起跳腿的蹬伸动作发生在运动员获得Fz第二波峰力值之后，即说明运动员的Fz第二波峰力值的获得不是由于起跳腿的蹬伸作用，而是运动员身体重心的积极前移以及摆动环节的积极摆动获得的.苏联丘伯也指出:“在支撑反作用力达到Fz第二波峰力值的一瞬间，摆动环节对支撑反作用力作用最大，约为64%”［9］，同时Fz第二波峰力值也与之呈密切的正相关(R=0.731，P﹤0.01).因此，第二波峰力值越大，则说明运动员踏跳过程中摆动腿的摆动越积极越有力，从而促使运动员获得较大的的垂直支撑力值，以保证跳远成绩的获得［9］.

表8 两组踏跳过程中蹬伸阶段第二波峰力值的统计

由表8知，与实验前相比，实验后两组跳深过程的第二波峰力值均呈现显著差异:P＜0.01.但从第二波峰力值提高的幅度上看，实验组实验后力值的提高百分比明显大于对照组.表明振动训练更有利于提高摆动腿的摆动力量，使摆动腿发挥更好的摆动作用，从而提高跳远运动员的踏跳能力.

2.4 对起跳过程中起跳腿总冲量、缓冲冲量、蹬伸冲量及对应时间特征的统计分析

冲量是物体所受外力与时间的乘积，公式为I=∑F×T(F为合外力大小，T为该力量作用时间).外力是改变物体运动方向的根源，也是人体运动的根源.

根据肌肉收缩形式，起跳脚着地至膝关节弯曲至最大时为缓冲阶段，此阶段人体所承受的载荷力大于肌肉产生的收缩力，肌肉做退让性工作，当重心下降至最低点时，负荷力矩与肌肉张力矩平衡，肌肉由离心转为等长收缩，由起跳腿膝关节最大弯曲开始减小至起跳腿蹬离地面瞬间为止是蹬伸过程，肌肉由等长收缩转为向心收缩，做克制性工作，以上几个阶段是一个连续的动作过程.在起跳过程中，运动员下肢肌肉收缩过程中的实质是完成了一个拉长-缩短周期，即反应力量或超等长收缩形式.将跳深运动的肌肉收缩分为离心和向心两段，可得到离心段的冲量、向心段的冲量和踏跳全过程的冲量.

表9 两组踏跳过程中总冲量的统计

表9所示，实验前跳深总冲量组间无显著性差异，实验后两组组内均呈显著性差异，但实验组总冲量的提高百分比明显大于对照组，为更深入了解实验后实验组踏跳总冲量的具体变化情况，我们有必要对离心段冲量、向心段冲量的变化以及离心冲量、向心冲量时间的变化情况进行分析.

表10 两组踏跳过程中缓冲冲量、蹬伸冲量的统计

表11 两组踏跳过程中缓冲时间、蹬伸时间的统计

起跳过程中，起跳腿伸肌群收缩的力学效应，与其牵张反射的效果密切相联，而支撑缓冲阶段工作肌群快速的退让收缩，是产生强烈牵张反射的前提和条件.下肢伸肌群的退让收缩能力，是决定肌肉“反射”性收缩的力学效果和运动员快速起跳能力的首要因素［10］.如表10所示，实验前相比，实验后实验组的缓冲冲量和蹬伸冲量以及对照组的缓冲冲量均呈现显著性差异，对照组的蹬伸冲量与实验前也呈现出变化，但变换不显著.实验后，缓冲冲量和蹬伸冲量的提高幅度上，实验组均明显高于对照组.而实验组和对照组中，缓冲和蹬伸冲量占总冲量的百分比显示，实验组的缓冲冲量占总冲量的百分比低于对照组，而实验组的蹬伸冲量占总冲量的百分比却高于对照组.因此，结合表11可知，实验组缓冲冲量和蹬伸冲量的提高是在缓冲时间和蹬伸时间明显减少的情况下实现的，也就是说，实验组实验后起跳腿的缓冲能力和蹬伸能力均有所提高，能够较快地从缓冲阶段转入蹬伸阶段，从而促使了肌肉由离心工作向向心工作的快速转换，为提高运动员的起跳能力创造有力条件.

3 小结

振动力量训练能够提高踏跳过程中缓冲阶段相应肌群退让收缩的速度及最大肌力，对提高踏跳过程中蹬伸阶段相应肌群的瞬时爆发功率有较好作用，同时在一定程度上提高了踏跳过程中工作肌群由“离心”向“向心”转化的速度，因此，振动力量训练对提高跳远运动员下肢专项力量有较好训练效果，值得在今后的运动实践中推广运用.

该实验中采用的振动训练频率在25～40 Hz的范围，振幅是2～4 mm，对二级水平的跳远专项运动员来说是比较适宜的刺激强度.而对其他水平跳远运动员进行振动力量训练时，应根据人体的生物适应性和跳远起跳过程的特点来选择适宜的振动频率范围.

振动力量训练可以用在跳远运动员受伤康复后的衔接训练和学生运动员假期后的恢复性训练中，有利于运动员在相对较小的训练负荷下，在较短时期内达到受伤前和假期前的专项下肢力量水平.

［1］ 刘卉，凤翔云.不同频率振动训练对下肢爆发力和柔韧性的即时影响研究［J］. 体育科学，2010，30(12):71-74.

［2］ 吕季东.跳远起跳力量训练研究综述［J］.上海体育学院学报，1997，21(4):66-73.

［3］ 刘亚.对我国优秀女子跳远运动员起跳效果评价指标的分析［J］. 山东体育学院学报，2006，22(2):72-75.

［4］ Konkret Judith schwarzer.Vibration skraft training ［J］.Leichta-hik，1993，31:10-11.

［5］ 金嘉纳.跳远起跳时间的研究.北京:北京体育大学硕士学位论文，1981.

［6］ Fox E L，Liatthews D K.The Physiological Basis of Physical Education and Athletics［M］.Philadelphia，PA:Sau NdersCollege Publishers，1981.

［7］ 章碧玉.我国男子跳远运动员三维踏跳力量的分析［J］.北京体育学院学报，1990(4):45-48.

［8］ 潘志国，王金枝.对我国优秀女子跳远运动员起跳效果相关技术的运动学分析［J］.山西师大学院学报，2009，24(1):91-94.

［9］ 梁小冬.女子举重运动员力量训练初探［J］.举重信息，1993(3):30-32.

［10］ Bissrin V，Temnov P.Biomechanische effecten van vibrostimulatie op de maximale krachendekrach-tuithouding［A］.Rugent.WerktekstAlgemeneClinic，Sportfysiologietrain-ingsleer［M］.1990.