优秀男子跳远运动员起跳技术的运动学研究——以全国田径锦标赛石家庄站为例

康红哲，杜 鹏，贾为宗



优秀男子跳远运动员起跳技术的运动学研究——以全国田径锦标赛石家庄站为例

康红哲1，杜 鹏2，贾为宗1

(1. 河北师范大学体育学院，河北石家庄 050024；2. 衡水学院体育学院，河北衡水 053000)

在完成整个跳远的过程中，起跳技术是衔接助跑与腾空的中心环节，也是运动员创造优异运动成绩的必要保障．通过两台JVC9800高速摄相机和Ariel图像解析系统对8名优秀男子跳远运动员进行运动学分析．结果表明：现阶段我国优秀男子跳远运动员着地角、扇面角和蹬地角都与国外运动员具有显著性的差异；缓冲时间过长，起跳瞬间身体重心投影点较远，是影响快速支撑蹬伸起跳的因素，增强起跳腿的力量有助于提高跳远的成绩；起跳瞬间踝关节角和膝关节角较小，髋关节角度与世界优秀运动员较为接近；腾起水平速度高于国外选手，但是腾起的垂直速度比国外运动员低．

男子跳远；起跳技术；运动学；田径锦标赛

跳远运动是田径运动正式比赛项目中发展最早的项目之一．跳远是人体通过快速的助跑和积极的起跳，采用合理的姿势和动作，使身体腾越水平距离的运动项目[1]．长期以来，体育科研人员对跳远的技术进行了大量研究，美国著名的短跑、跳远生物力学专家James G Hay对当前美国跳远生物力的分析得出这样的结论：“虽然起跳是跳远中一个中心环节，但研究者还是没有把足够的注意力集中在起跳中所运用的技术上，未来10年这个领域可能有重大的进展．后20年的时间里跳远生物力学研究的重点将向着起跳技术转移[2]．”起跳技术在完整的跳远技术当中有着相互衔接、承上启下的重要作用，起跳效果的好坏直接影响着跳远运动员的成绩．

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本实验选取在石家庄站举行的全国田径锦标赛男子跳远比赛中成绩前8名的运动员为研究对象．研究对象平均身高182.13 cm，平均体重73.38 kg，平均成绩7.80 m．选取运动员成绩最好的一次试跳时的摄像资料．在所有被研究的对象中有国际级健将1名，国家级健将2名，国家一级运动员5名．运动员的具体情况见表1．

表1 研究对象基本情况

1.2 实验仪器

实验采用两台JVC9800高速摄相机，Ariel图像解析系统，PEAK三维立体坐标辐射框架，比例尺，SPSS18.0统计软件．

1.3 研究方法

1.3.1 文献资料法

通过CNKI、SCI等数据库和搜索引擎搜索国内外关于跳远运动及其起跳技术的文献，并收集世界优秀男子跳远运动员起跳技术运动学相关参数，以与其比较．

1.3.2 测量法

高速摄影法：使用2台JVC9800 高速摄影机进行正面和侧面平面定点拍摄，1号摄影机与踏板中线相距13 m，2号摄影机距起跳板15 m．1号机与2号机主光轴夹角约为90°，拍摄频率校正后为50 fps．

图像解析法：对拍摄录像利用会声会影软件和图像采集卡进行剪辑，并采用Ariel图像解析系统进行起跳动作的三维分析．

数理统计法：使用SPSS18.0统计软件对数据进行输入和统计处理[3]，得出起跳阶段相关数据的平均数和标准差，并对其进行T检验．

2 研究结果与分析

2.1 起跳技术关键角度参数的运动学分析

跳远起跳动作是衔接助跑与腾空的桥梁，是动能向势能和动能并存转换的关键，胡晓进、禹晓明等一致认为起跳技术是跳远技术中最为关键的一环[4-5]．其起跳技术关键角度情况参见表2．

表2 国内外两组优秀男子跳远运动员起跳技术关键角度情况比较

注：< 0.01说明两组数据存在非常显著性差异．

2.1.1 起跳着地角的运动学分析

着地角是指起跳脚在踏上起跳板的一瞬间，人体支撑点和身体重心的连线与水平方向之间所构成的矢量夹角，着地角的数值反映了运动员着地起跳瞬间的起跳腿屈伸状况和身体重心位置的高低．研究对象着地角最大为65.24°，最小为57.29°，平均值为60.85°，与国外选手平均值66.33°[6]进行比较，通过T检验的方法得知有非常显著性差异(< 0.01)．说明我国跳远运动员着地角普遍偏小，这可能与我国运动员的腿部支撑力量偏弱，克托莱指数偏小有关．着地角偏小使得踏板的反作用力的水平分力即阻力变大而垂直向上的分力变小，导致制动力的增大和其它作用时间延长，增加了运动员水平速度的损失量．这是影响我国跳远运动员成绩的重要因素之一．

2.1.2 起跳蹬伸角的运动学分析

蹬伸角是起跳脚离开踏板瞬间身体重心与脚趾的连线和正前方水平地面的夹角，它能够很好地反映出运动员对起跳蹬伸时机的把握程度、起跳用力的方向．研究对象中蹬伸角最大为72.43°，最小69.25°，平均值为70.20°，本次比赛所有运动员的蹬伸角差别并不是很大，从数值上与国外选手蹬伸角(74.10°)比较却存在差距，经T检验，结果存在着十分显著性的差异(< 0.01)．有研究表明：蹬伸角适当地增大，缓冲时间就会缩短，蹬伸的方向会偏向垂直方向，能够最大限度地增加起跳时的垂直初速度，获得较大的腾起角度；而较小的蹬伸角则会使起跳瞬间身体重心投影点靠前，并且易降低身体重心，不利于获得较理想的重心腾起角度[7]．起跳腾起角度偏小也是影响我国运动员跳远成绩的又一重要因素，原因可能是由于当前我国跳远运动员对于起跳时机的把握尚存在问题，运动员的起跳腿力量弱，无法良好地完成垂直方向的蹬伸．

2.1.3 起跳扇面角的运动学分析

扇面角是运动员在起跳阶段时起跳腿着地瞬间到完成蹬地瞬间身体位移所通过的一个扇面角度，它是着地角与蹬地角两者相加所形成的补角．有研究认为我国跳远运动员的扇面角过大主要原因是腿部肌肉的力量较国外运动员偏小，而且在起跳时间方面也比国外优秀运动员所用时间长[8]．起跳扇面角度越大，则起跳过程中身体重心的水平运动位移的距离就会越大，位移时间就会增长，垂直速度就会随之减小[9]．研究对象起跳扇面角最大为54.44°，最小为42.33°，平均值为49.20°，而国外运动员的起跳扇面角平均值仅为39.57°．我国运动员在起跳时的扇面角远远大于国外运动员，通过T检验，结果存在非常显著性差异(< 0.01)．大的扇面角会使缓冲和蹬伸阶段的时间增长，不利于保持较高的水平速度和增加垂直速度，影响运动员取得较好的成绩．因此，若想缩短缓冲支撑和蹬伸时间，快速有力地起跳，就必须要适当地减小起跳扇面角．因此, 在训练中加强适应缓冲动作需要的离心收缩的能力，就要加强运动员起跳腿伸肌的离心收缩能力和提高从离心收缩到向心收缩的转化能力的训练[10]．

2.2 起跳踏板瞬间起跳腿关节角的运动学分析

跳远的踏板动作是从助跑最后1步开始的[11]．踏板瞬间合理的身体关节角度是起跳技术的良好开端．起跳着地瞬间各关节角度是起跳腿做退让工作的开始角度．而在起跳腿3个关节中，此时踝关节的弯曲角度是最大的[12]．其起跳踏板瞬间起跳腿关节角度情况参见表3．

表3 研究中优秀男子跳远运动员起跳踏板瞬间起跳腿关节角度情况 °

在着板瞬间8名运动员踝关节角、膝关节角、髋关节角最大分别为124.19°、166.43°、163.85°，最小为111.05°、155.77°、151.64°，平均为118.83°、159.61°、159.77°．着板瞬间踝关节角度相对较大的运动员成绩较好，而踝关节角度小的则成绩较差，其原因可能是：踝关节力量相对较弱；没有掌握打击式积极下压扒地技术．着板瞬间膝关节承受地面所给的巨大反作用力而应激弯曲，膝关节弯曲较大，缓冲时间增长，使蹬伸阶段开始得较晚，不利于运动员充分地蹬伸，是影响起跳效果的原因之一．我国运动员普遍在起跳瞬间膝关节角较小的原因可能为：运动员在着地上板时身体重心滞后；起跳腿肌肉力量不足，支撑能力差，无法承受地面的反作用力．髋关节是人体连接上下体的纽带，起跳腿着板瞬间髋关节的快速跟上对创造良好的起跳效果产生有利的作用．该8名运动员起跳瞬间髋关节角基本与世界优秀运动员保持同一水平．锁住的髋关节不利于保持较高的水平速度和缩短起跳时间，不利于获得更大的垂直速度[13]．

2.3 起跳缓冲过程中起跳腿关节角的运动学分析

在快速助跑起跳的一瞬间，身体与地面接触会产生相当大的冲击力，积极的缓冲是非常必要的，起跳腿的髋、膝、踝关节以及脊柱产生一定弯曲，可以使起跳腿伸肌群做退让性收缩，提高了肌肉与肌腱的弹性势能，大大增加了肌肉的收缩力．良好的缓冲能及早进入蹬伸阶段，能够使运动员获得较大的垂直速度，对运动员的起跳起到一定的积极作用．缓冲能力差也是造成我国运动员成绩不理想的重要因素之一．其起跳缓冲过程中起跳腿各关节角度情况参见表4．

表4 研究中优秀男子跳远运动员起跳最大缓冲起跳腿关节角度情况

注：< 0.05说明两组数据存在显著性差异；> 0.05说明两组数据不存在显著性差异．

研究对象起跳缓冲阶段最大缓冲时踝关节角度、膝关节角度、髋关节角度最大分别为105.25°、146.86°、170.57°，最小为96.37°、134.58°、154.27°，总体平均值为102.22°、141.43°、160.12°．据研究，国外优秀运动员缓冲阶段最大膝关节角度平均值为144.9°[14]，最大髋关节角度为159.6°，髋关节角没有显著的差异(> 0.05)．这说明髋关节角度较大，在踏跳过程中髋关节应保持紧髋状态，合理利用适当的屈膝、屈踝进行缓冲．踝关节、膝关节的支撑力量不足，脚扒地不积极，重心在起跳过程中有明显的上下起伏．在起跳过程中过大的缓冲不利于运动员的快速起跳蹬伸．

2.4 起跳离地瞬间起跳腿关节角的运动学分析

起跳过程中起跳离地瞬间是由起跳着地瞬间到起跳缓冲阶段至起跳腾空技术的过度，起跳离地瞬间起跳腿的关节角度能够反映出是否与缓冲阶段有良好的衔接和过度，同时又能够反映出起跳蹬伸效果的好坏．起跳过程中起跳离地瞬间起跳腿关节角度情况参见表5．

表5 研究中优秀男子跳远运动员起跳离地瞬间起跳腿关节角度情况 °

研究对象离地瞬间踝关节角度、膝关节角度、髋关节角度最大分别为132.86°、170.45°、188.57°，最小为126.21°、159.38°、182.01°，平均值为129.86°、164.68°、185.30°．离地瞬间踝关节角度较小，说明起跳蹬伸不充分，缓冲阶段所储备的能量得不到很好的释放，影响运动员获得较大的垂直速度，其主要原因是踝关节力量及柔韧性较差．起跳离地瞬间膝关节角度偏小，其主要原因是缓冲阶段时膝关节角度过小，进入蹬伸阶段不能很好地充分蹬伸，使膝关节周围的肌肉群不能良好地发挥作用．离地瞬间髋关节角度过小，不利于蹬伸动作的充分发挥，降低起跳离地瞬间身体的爆发力，影响起跳时的运动幅度．我国运动员应增强髋关节灵活性及其肌群的力量练习，尽可能增大离地瞬间髋关节角度，使运动员的起跳效果达到最佳化．

2.5 起跳阶段速度的分析

决定跳远运动成绩的主要因素是运动员起跳时的腾起初速度，而腾起初速度则取决于腾起时的水平速度和垂直速度．研究表明最适宜的腾起角度为25°左右，其跳远的成绩也就越好[15]．其起跳阶段腾起时的水平速度和垂直速度的情况见表6．

表6 研究中优秀男子跳远运动员起跳腾起时的水平速度和垂直速度情况

注：< 0.01说明两组数据存在非常显著性差异；< 0.05说明两组数据存在显著性差异．

研究对象中在起跳瞬间腾起水平速度最大为9.61 m/s，起最小为9.04 m/s，平均值为9.27 m/s，比世界优秀运动员的平均值高0.21 m/s，经过T检验，结果存在非常显著性的差异(< 0.01)．研究对象中腾起垂直速度最大的为3.24 m/s，最小为2.98 m/s，与世界优秀运动员的平均值相比小了0.39 m/s，经过T检验，结果存在显著性差异．在跳远起跳阶段适当水平速度的损失是为获得更大的垂直速度，还有利于运动员对身体的控制．其原因可能是：运动员绝对速度能力较差，转换后影响整体抛射远度；运动员起跳腿力量弱，不能够很好地在起跳前控制身体的起伏，进入蹬伸阶段蹬伸不充分；还未掌握起跳过程中水平速度损失来换取较大的垂直分速度和腾起角的起跳技术．在提高绝对速度能力的基础上，适度利用速度损失获得垂直速度，但过度注重以损失水平速度来提高跳远成绩是不可取的[16]．

3 结论

1) 现阶段我国优秀男子跳远运动员着地角、扇面角和蹬地角都与国外运动员具有显著性的差异．

2) 缓冲时间过长，起跳瞬间身体重心投影点较远，是影响快速支撑蹬伸起跳的因素，增强起跳腿的力量有助于提高跳远的成绩．

3) 起跳瞬间踝关节角和膝关节角较小，髋关节角度与世界优秀运动员较为接近．

4) 腾起水平速度略高于国外选手，但是腾起的垂直速度比国外运动员低．

4 建议

建议运动员在专项训练过程中，对下肢力量、柔韧性和灵活性及增加展收力量练习保证踏跳的稳定进行．运动员训练中应注意适当加大起跳着地角和蹬地角，减小起跳扇面角有利于提高跳远的成绩．增大起跳阶段踝、膝、髋关节角，提高缓冲阶段速度，快速进入蹬伸阶段，使支撑和蹬伸相对充分．在注重水平速度的同时垂直速度也不容忽视，二者同样重要，在提高绝对速度能力的基础上，适度利用速度损失获得垂直速度，科学合理地掌握起跳技术．

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A Study of Kinematics on Take-off Technique of Chinese Elite Long Jump Athelites——Taking National Track and Field Championships in Shijiazhuang Station as an Example

KANG Hong-zhe1, DU Peng2, JIA Wei-zong1

(1. College of Physical Education, Hebei Normal University, Shijiazhuang, Hebei 050024, China;2. College of Physical Education, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China)

In the whole course of completing long jump, take-off technique is not only the central part of linking run-up and jump, but also the guarantee of elite athletes achieving outstanding performances. This study makes an analysis of kinematics of eight elite male long jump athletes through two JVC9800 high-speed cameras and Ariel image analytic system. Results show that the elite male long jump athletes in our country have significant differences inlanding angle, sector angle and leg thrust angle from foreign athletes; Long buffer time and far-distanced gravity projection point of the body at take-off moment are the factors that influence the rapid support stretching in takeoff; Enhancing the power of the take-off leg can help improve the long jump performance; At the take-off moment, the angles of ankle joint and knee joint are small and the angle of hip joint is similar to that of the world elite athletes; The horizontal lifting velocity is higher than that of the foreign athelites, but the vertical lifting velocity is lower than theirs.

men’s long jump; take-off techniques; kinematics; track and field championships

(责任编校：卫立冬 英文校对：吴秀兰)

10.3969/j.issn.1673-2065.2015.01.016

G823.3

A

1673-2065(2015)01-0054-05

2014-07-11

河北师范大学自然科学基金项目(L2009Q13)

康红哲(1977-)，男，河北石家庄人，河北师范大学体育学院讲师，教育学硕士；

杜 鹏(1970-)，男，河北景县人，衡水学院体育学院副教授．