跳远专项练习起跳时运动员膝角的分析

石永秀

（唐山师范学院 体育系，河北 唐山 063000）

随着人们对跳远项目特性的理解不断地加深和提高，助跑对跳远成绩所起的决定性作用，已被人们广泛的认识；但是，助跑速度利用率太高势必给跳远运动员起跳衔接以及起跳带来很大障碍。而有效发展跳远运动员的起跳能力和助跑与起跳的衔接能力是决定助跑速度利用率以及提高跳远成绩的一个关键因素。跳箱练习和半程跳远练习对跳远运动员助跑和起跳的衔接、起跳技术的形成与完善以及专项力量训练都非常有意义。因此，跳箱练习和半程跳远练习成为当前跳远运动训练的重要的练习方法。本文对跳箱练习和半程跳远练习的起跳技术与跳远起跳技术进行研究，希望为跳远运动员的基础训练提供参考。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

武汉体育学院二级跳远运动员4名为实验对象。由于运动员较少，本研究采用每个拍摄内容试跳三次，各选其较为成功的两次作为抽样对象，共8个样本。

1.2 研究方法

1.2.1 运动生物力学测试分析法

1.2.1.1 图像拍摄与实验控制

2008年9月24日在武汉体育学院西田径场，拍摄跳远运动员在田径场西南侧沙坑。用武汉体育学院生物力学教研室PULNIXTM-6710CL高速摄像系统，镜头的主光轴和起跳板在一条直线上进行正侧面拍摄。摄像头的拍摄频率为120幅/秒，取景范围为5 m，拍摄距离为20 m，机高1.1 m。比例尺为与Arial解析系统匹配的框架，框架中25个小球的坐标值为固定值。在进行各种跑道拍摄前先在该跑道上拍摄框架。

1.2.1.2 图像解析

在武汉体育学院生物力学教研室利用美国 Arial解析系统对摄像头所拍摄的图片进行解析。对原始数据进行平滑，平滑系数为18。

1.2.2 数理统计法

利用SPSS统计软件包17.0版本对所选运动学参数进行独立样本T检验。

2 结果与分析

2.1 起跳阶段起跳腿膝角的运动学分析

膝关节是人体最复杂的一个关节，在许多运动项目中发挥着重要作用。着板瞬间在巨大的冲量作用下，起跳腿膝关节屈膝缓冲是必然的也是必要的，它使起跳腿伸肌群做退让性收缩，提高了肌肉与肌健的弹性势能，使肌肉的总收缩力增大。但要取得更好的起跳效果，膝关节不能过度屈曲[1]。

表1 起跳腿着地时刻膝角的比较

表2 起跳腿最小膝角的比较

从表1中可知，跳远与半程跳远的着板膝角差异性不显著，而跳箱的着地膝角和跳远的着板膝角差异性非常显著（p＜0.001）和中程跳远的着板膝角有显著性差异（p＜0.05）。有学者把产生垂直速度的机制分为3个：机械的、生物力学的、肌肉力学的[2]。在缓冲阶段，重心以支撑脚为轴向前转动以产生垂直速度，这是个机械的机制：在蹬伸阶段，垂直速度的产生来源于手臂、摆动腿、躯干的运动（生物力学机制），以及储存的弹性能、肌肉向心收缩时释放的肌肉化学能等能量的释放（肌肉力学机制）。这3种机制不能截然分开，第一种机制将提供60%的垂直速度。跳远的着地支撑点较远，而跳箱着地的支撑点较近。因此，跳远利用第一种机制获得垂直速度，跳远运动员较大的着板膝角（164.8°）可以获得较大的垂直速度。

从拍摄的图像中可以看出，跳箱之间的距离是一定的，由于受到跳箱的限制，跳箱运动员的最后一步助跑步长较小，大腿没有充分前送，尤其是身材高大的运动员，身体几乎没有腾空，形成小的155.2°着地膝角。其次，跳箱运动员的助跑速度慢，着地膝角小，可以减小转动半径，使身体快速移过支撑的垂直面，减少水平速度的损失。

从理论上讲，跳远、中程跳远和跳箱各自的助跑速度很大不同，它们的缓冲膝角应有较大的不同，而三者之间起跳腿最小膝角都没有显著性差异（P＞0.05），最大差值为3.1°。跳箱的助跑速度最小，缓冲角度应该最大，跳箱的缓冲最小膝角三者之中最小，为131.6°，这是因为跳箱的着地膝角小，起跳缓冲时膝关节的弯曲角度越小，可以在起跳过程中减少身体重心的下降，使起跳腿支撑力矩加大，提高着板时承受的压力，有利于支撑用力，提高垂直速度。除此之外，还可以保证起跳中运动员获得较快的前移速度，减少水平制动作用，使起跳尽可能快的完成。

表3 起跳腿离板膝角的比较

表4 膝角的变化幅度

从表3、4中可知，三者之间起跳膝角也没有显著性差异，大小腿几乎成直线。从上表中可以看出，跳远、中程跳远、跳箱的缓冲幅度从大到小，蹬伸角度从小到大。缓冲最大角度为 32.3°，蹬伸角度最大变化为 44.2°。跳箱的运动员起跳腿缓冲膝角最小，一直保持小的转动半径，而跳箱运动员的离地角最大，为176.6°，蹬伸幅度最大，为44.2°。从膝关节的工作状态看，膝关节发力最有效的角度为145°左右[3]，通过蹬伸来获得垂直速度，尽量减少“可怜”的水平速度的损失。

2.2 摆动腿膝角的运动学分析

跳远起跳过程中，摆动腿膝关节的角度对摆动效果有重要的影响，摆动腿离地前膝关节屈曲到合适的程度，一方面使身体重心适度降低，保证起跳时有一定的垂直做功距离，这是创造垂直速度的前提条件；另一方面，由助跑进入起跳前，摆动腿的支撑是助跑与起跳相互衔接的枢纽，跳远技术的发展要求运动员保持较高的助跑速度积极加速上板，同时，应避免身体重心上下起伏过大，使助跑起跳衔接紧密，这在技术上表现为平稳积极加速上板踏跳的技术特征[4]。

表5 着板时刻摆动腿膝角的比较

从表5中可以看出，跳远与中程跳远着板时摆动腿膝角没有显著性差异，跳箱着地时摆动腿膝角与跳远、中程跳远着板时摆动腿膝角分别有显著性差异（p＜0.05）和非常显著性差异（p＜0.01）。这可能是因为跳箱的摆动腿角速度比较慢，摆动不如跳远积极。

表6 摆动腿最小膝角的比较

跳远和中程跳远的摆动腿最小膝角差异不显著，跳箱的摆动腿最小膝角比跳远和中程跳远的大 20°左右，都有非常显著性差异（p＜0.01）。跳箱的摆动腿最小膝角大，说明摆动腿大、小腿折叠不好，摆动腿摆动半径就大，摆动惯量也就大，不利于加快摆动速度；跳远的摆动膝角小，说明摆动腿大、小腿折叠好，摆动腿摆动半径相对就小，摆动惯量也就小，有利于摆动腿快速摆动[5]。

表7 离板时刻摆动腿膝角的比较

表8 摆动腿膝角的变化幅度

起跳瞬间跳远、中程跳远、跳箱的摆动腿膝角依次从小到大，跳远和跳箱起跳瞬间的摆动腿膝角有显著性差异，其它的没有显著性差异。

图1 起跳过程中摆动腿膝角变化

从摆动腿膝角的图1可以看出，跳远的摆动腿膝角在整个起跳过程中始终最小，黑色曲线在图的最下方，跳箱的膝角黄色曲线在最上面，中程助跑的曲线在两者之间。

3 结论与建议

3.1 结论

（1）跳箱练习的着地膝瞬间起跳脚的膝角最小，着地支撑点距离身体重心最近，与跳远、中程跳远着地膝角都有非常显著性差异。缓冲阶段起跳腿的最小膝角也是跳箱的最小，因此，跳远运动员再有障碍的情况下的起跳腿在用力方式和动作结构上有较大不同。

（2）跳箱练习时运动员的摆动腿膝角在起跳过程中始终是最大，说明摆动腿大小腿折叠不好，摆动惯量大，摆动速度慢，不利于垂直速度的获得和起跳。

（3）跳远和中程跳远在起跳过程中从膝角上看没有显著性差异，说明两者在动作结构和用力方式上是一致的。因此，中程跳远练习有利于跳远技术的形成和定型。

3.2 建议

（1）我们了解跳箱练习在训练起跳过程中的不利因素，同时也应看到跳箱练习有利于肌肉的向心收缩、蹬伸阶段垂直速度的获得以及蹬伸非常充分等有利因素。在训练过程中应因势利导，充分利用其积极的一面。

（2）跳箱练习应根据运动员的身高以及起跳特点来进行训练。运动员的身高很大程度上决定运动员的步长、跳箱之间的距离相等，但是运动员之间的步长不相等，因此表面上看一样的训练，其实运动员会有不一样的训练效果。

[1] 许彤.跳远踏跳的运动生物力学研究综述[J].北京体育大学学报,1994(7):41-43.

[2] Adrian lee Philip G and Neil F.A Biomechanics Analysis of the Last Stride, Touchdown and Take off Characteristics of the Men’s Long Jump[J].Journal of Applied Biomechanics, 1994, (10): 61-78.

[3] 禹小明.我国男子跳远运动员起跳时空特征的研究[J].中国体育科技,1998(10):65-68.

[4] 石永秀.对我国六城会青年男子跳远运动员起跳的分析[J].唐山师范学院学报,2010,32(5):94-96.

[5] 吴永宏等.对我国优秀运动员在起跳过程中摆动腿的运动学对身体重心运动状况的影响的研究[J].中国体育科技,2000,15(3):34-36-12.