4×100 m接力跑传、接棒最佳位置的确定与起动标志线(让距)的计算

季国胜 黄津

(南通市第二中学艺体学科 江苏南通 226002)

4×100 m接力跑传、接棒最佳位置的确定与起动标志线(让距)的计算

季国胜 黄津

(南通市第二中学艺体学科 江苏南通 226002)

笔者通过分析4×100 m接力跑“传接棒全过程”(从传棒队员跑至起动标志线＜接棒队员起动＞到传、接棒队员完成传、接棒动作止)传、接棒队员两者速度和相互间距离的变化规律,对比传棒队员最后30 m和接棒队员起动30 m速度曲线。发现:“传、接棒的最佳位置(地点)应在接力区后10 m之内”、“最理想的交接棒过程应在接力区的最后一段”等看法并不适用所有水平的接力运动队,尤其是对于基层一般水平队员。通过进一步研究,根据上述两者速度曲线,运用本文所介绍的“图表比例测算法”可以确定传、接棒的最佳位置;在确定最佳位置(如:传棒队员传棒的最佳位置距预跑线的具体距离数)的前提下,详细说明了通过传、接棒队员已有的分段(10 m)计时数据或实测“传接棒全过程”各自跑距耗时来测算相关变量,从而最终计算出接棒队员起动标志线(让距)的方法及注意事项。

4×100 m接力跑 传、接棒 最佳位置 时机 起动标志线 计算

一般认为:“传、接棒的最佳位置(地点)应在接力区后10 m之内”[1]。“为了减少传接棒时的速度损失,队员要充分利用接力区和预跑区的长度,接棒队员在预跑区起动,逐渐加快速度,在接力区后半段进行传接棒”……在计算接棒队员起动标志线(让距)时,先预设接棒队员在(距离预跑线,后同)27 m(或25 m)的位置接棒,再根据传棒队员最后30 m(或25 m)的平均速度(或所用时间)和接棒队员起动27 m(或25 m)所用时间以及一定的获益距离(通常用1.5 m),最终计算出接棒队员的让距。方法一:让距=传棒队员最后30 m平均速度×接棒队员起动27 m耗时～(27 m～1.5 m),方法二:让距=传棒队员最后25 m平均速度×(接棒队员起动25 m耗时～传棒队员跑最后25 m耗时),等等。无论采用何种方法,传、接棒的最佳位置(如上面的27 m和25 m)始终是测算让距各项变量的前提条件。因此,必须首先确定该位置。

笔者通过对传棒队员最后30 m和接棒队员起动30 m跑速和相互间距离变化情况的分析,认为:“最佳位置”应视传棒队员和接棒队员的具体速度情况而定,不能一概而论;通过对比传棒队员最后30 m和接棒队员起动30 m的速度曲线完全有办法确定传、接棒最佳位置,从而为计算让距提供合理、可靠的前提依据。

表1 我校学生100(130)m分段(10 m)计时成绩(s)

表2 我校学生100(130)m分段(10 m)平均速度(m/s)

1 对传、接棒的最佳位置和最佳时机等概念的理解

从传棒队员最后30 m和接棒队员起动30 m的速度变化趋势看,传棒队员的运动基本是速度变化趋势较小的减速运动(低水平运动员减速更大),接棒队员则是速度变化趋势较大的加速运动。简言之,传棒队员速度在“渐减”,接棒队员速度在“骤加”。

理想的状态,接棒队员在预跑线前做好准备,当传棒队员跑至预跑线后的起动标志线瞬间同时起动,此时传棒队员速度最高(指从接棒队员起动至完成传接棒动作这段时间,即传接棒全过程,下同)、接棒队员速度为0,两者距离最大(实际上就是让距加上接棒队员“起动身位”与预跑线＜后沿＞的距离)。随后两者开始同步跑进……开始阶段,虽然传棒队员速度(逐渐)下降、接棒队员速度(迅速)提高,但传棒队员的速度仍然高于接棒队员,因此,两者距离逐渐缩小。某一时刻(对应于传、接棒队员处于接力区中各自具体的位置),传棒队员的速度减至接棒队员加到的速度,这时两者速度相等,距离最小,同时两者的前后距离(获益距离)恰好适合完成传、接棒动作。这一时刻就是传、接棒的最佳时机,这时两者所处的位置就是传、接棒的最佳位置。更具体地说,此时,传棒队员所处的位置就是(传棒队员)传棒的最佳位置,接棒队员所处的位置就是(接棒队员)接棒的最佳位置。因为只有这样才能保证整个接力区始终让跑得快的队员“持棒”跑进,从而使通过接力区的平均速度最高、耗时最短。假如此时未能完成传接,随后,接棒队员的速度将超过传棒队员,两者的距离将再次加大。

根据以上分析,传接棒的最佳位置取决于传棒队员与接棒队员两者速度的变化情况。一般情况下,当传棒队员(一、二、三棒)跑过下一棒次预跑区(10 m)时下降到的速度还不至于低于接棒队员通过预跑区10 m左右的疾跑获得的速度,因此,接棒队员均应充分使用预跑区、用足预跑区10 m的距离,而不是站在预跑区中间某个位置或接近接力区后沿线起动。唯一的特例,相比接棒队员的加速,传棒队员速度维持能力实在太差,接棒队员加速不到10 m,速度就已超过传棒队员跑至此处(此时)的速度。这种情况,接棒队员才可以不完全使用预跑区而在预跑区内某个位置起动。相反的例子,相比传棒队员,接棒队员通过预跑区和接力区大约共30 m加速所获得的速度仍低于传棒队员跑至接力区前沿(接力区后半段)所维持的速度。这种情况,应尽量在接近跑出接力区的时候(位置)完成传接棒,但应避免超过接力区完成传接棒而导致犯规。

表3 传棒队员最后30米和接棒队员起动30米速度对比

表4 不同水平男运动员一、二棒传接棒时速度对比

图1 我校学生100(130)m各分段平均速度(距离)曲线

关于“起动时机”,所谓起动时机就是传棒队员(躯干)到达起动标志线瞬间。通常所说的起动时机实际上并不是一个时间的概念,而是一个空间的概念,就是指起动标志线。至于接棒队员如何起动,分为两种,一种是通过预判——根据传棒队员到达起动标志线前一段跑速预估,当传棒队员到达起动标志线同时起动;一种是看准起动标志线,传棒队员一到起动标志,立刻做出反应——起动。文章采用第一种进行分析。

2 通过“图表比例测算法”确定传、接棒的最佳位置(地点)

测得冬训期我校准备参加2015届高考体育专业考试男生9名、女生1名100(130)m分段(10 m)累计计时成绩见表1。

根据表①数据,换算成每10 m分段的平均速度(10 m÷分段耗时),见表2。

链接无效。通过EXCEL的插入——图表(折线图)功能,将表2男、女平均速度数据转换成速度(距离)曲线,见图1。

从图1可以看出,我校男生和女生起跑后速度均迅速提高,基本在40～50 m段达到最高速度,而后逐渐下降,最后阶段基本可看作速度变化趋势较小的减速运动。至于图中30～40 m段及女生60～70 m段速度异常下降的情况不在本文讨论之列,略过。

一般来说,同一接力队四名队员的百米水平应基本相当,为讨论的方便,这里用他们的平均水平(数据)代替各棒次队员作进一步分析。根据4×100 m接力跑各棒队员实际跑动距离,以一、二棒为例,将表3中一棒队员最后30 m和二棒队员起动30 m分段速度“对齐”合并到一张表中,见表3。

再通过Excel的插入——图表(折线图),制作一、二棒队员速度(距离)曲线,见图2。

对于二棒接棒队员来说,横坐标～10～0为预跑区,0～10为接力区前10 m,10～20为接力区后10 m,分别对应一棒队员80～90, 90～100,100～110 m。为表述的方便,一棒队员曲线简称曲线一,二棒队员曲线简称曲线二。根据规则,二棒队员要在预跑区内起动,严格的说曲线二在图中应往右平移约不到1 m(半蹲踞式起跑躯干与预跑线的距离,视身高、动作而定),为讨论的方便,这里暂时不予考虑。

图2 一、二棒传、接棒时速度对比

图3 二、三棒(三、四棒)传、接棒时速度对比

以男生为例,同时,暂不考虑获益距离。从图二可以看出,传棒队员与接棒队员速度相等的点(位置)就是曲线一与曲线二的交点O。考虑获益距离,若获益距离为1.5 m,在点O之上(因为传棒队员跑在接棒队员之后)总可以画出一条平行于横轴的线段AB,AB与曲线一相交于点A,与曲线二相交于点B,并且AB=1.5 m。因为AB∥横轴,所以点A处传棒队员的速度与点B处接棒队员的速度相等。分别过点A和点B作横轴的垂线,与横轴分别相交于点A’和点B’。根据前面1.1的分析,点A’就是(传棒队员)传棒的最佳位置,点B’就是(接棒队员)接棒的最佳位置。过点O作横轴的垂线,与横轴相交于点O’,延长O’O与AB相交于点H,(因传棒队员速度在渐减)曲线一几乎平行于横轴,AH接近1.5 m,HB接近0 m,即A’O’=1. 5 m,O’B”=0 m。再考虑上面提到的(因接棒队员在预跑区内起动)曲线二应该往右平移约1 m,相应的,点A’和点B’均应往右平移约不到1 m。这样,点A’在点O’左边0.5 m处,点B’在点O’右边1.0 m处,点O’左边0.5 m处就是传棒队员传棒的最佳位置,点O’右边1 m处就是接棒队员接棒的最佳位置。粗略的说,点O’就是传接棒的最佳位置。通过确定点O’的位置,以O’为“基准点”,可以分别确定传棒和接棒的最佳位置。

打印该图,用直尺测量再按比例计算的办法就能确定点O’的具体位置。例如:在打印稿上量得横轴80～110(m)为55.0 mm,预跑线(80 m处)至点O’为27.1 mm,则预跑线至点O’的距离为30×27.1/55.0≈14.78(m)(即接力区前4.78 m)处。所以传棒的最佳位置就是(14.78～0.5)m=14.28(m),接棒的最佳位置就是(14.78＋1) m=15.78 m。即一棒队员跑至14.28 m传棒,同时二棒队员跑至15. 78m接棒。可见,该水平队员一、二棒传、接棒的最佳位置大约在接力区前半段(0～10 m)4～6 m的地方,而不是笼统(像高水平运动员那样)在接力区后半段(10～20 m)。

同样方法,可以测算出女生一、二棒传接棒的最佳位置。

同理,将二、三棒(三、四棒)传、接棒时传接棒队员和接棒队员的分段速度数据合并到同一张图中,见图3。通过打印、测量和按比例计算同样可以确定二、三棒(三、四棒)传、接棒的最佳位置。很明显,二、三棒(三、四棒)传、接棒的最佳位置(因传棒队员跑程增加速度下降得更多)将更加“靠前”(指距离预跑线更近),分别将小于14.28 m和15.78 m。

回头再来看高水平运动员的情况,表4为2008年北京奥运会男子100 m决赛成绩及各分段平均速度,A组为前三名,B组为其他运动员(不含中国运动员),C组为中国运动员。其中,把80～110 m这30 m速度看作近似匀减速运动,100～110 m平均速度按照100 m段平均速度等于90 m段和110 m段平均速度的均值给予估算。将三组运动员平均水平与我校男队员平均水平分别代替各组接力队一、二棒队员,制成图表4。

根据前述方法,不考虑获益距离和接棒队员曲线平移,各组一、二棒传接棒的最佳位置大约是:A、B组均在接力区后10 m,A组甚至超出接力区(这是特例,后述);C组在接力区后10 m大约22～23 m的地方;我校男队员如前所述大约在15 m不到的地方。可以预见,介于我校男生与国内最高水平之间的市级、省级甚至国家级水平运动员传、接棒的最佳位置大概在15～23 m之间,而不是笼统的认为在接力区后10 m之内。具体应视传、接棒队员的实际速度变化情况而定。

除了国际水平男子A、B组一、二棒传、接棒的最佳位置在接力区末端(27～30 m)外,国内最高水平男子一、二棒传接棒的最佳位置虽在接力区后10 m,(但由于前棒队员跑至跑程末端的速度水平有限)也仅仅在22～23 m左右的位置,即刚刚到达接力区后10 m一半还不到的位置。因为二、三棒最后30 m速度将降得更多,各组二、三棒(三、四棒)传、接棒时该位置将更加“靠前”。

对于国际最高水平A组,一棒跑至第一接力区末端的速度仍高于二棒加速30 m所达到速度的情况,应在符合规则的前提下,尽可能的在接近离开接力区(以棒为准)时完成传、接棒。这种情况倒是与“传接棒的最佳位置(地点)在接力区后10 m之内”完全相符。

图4 不同水平男运动员一、二棒传接棒时速度对比

图5 二棒队员起动标志线(让距)计算示意图

3 根据传、接棒的最佳位置计算接棒队员起动标志线(让距)

以1.2测算的数据为例。（如图5）

设v为传棒队员从起动标志线跑至传棒的最佳位置这段距离的平均速度。

t为接棒队员起动跑至接棒的最佳位置的时间。

则让距S=v×t～(接棒的最佳位置距离预跑线的距离～1.5 m) (等同于传棒队员传棒的最佳位置值)。(公式)

根据图5:

v大体相当于一棒队员70～80 m、80～90 m、90～100 m跑程,根据表2,v=30 m÷(12.85～9.13)s≈8.07 m/秒(或根据表1,v=(8. 42＋8.05＋7.81)m/s÷3≈8.09 m/s)。为精确起见,可以实测一棒队员跑70～94.28 m耗时,从而计算出平均速度(注:因起动标志线的位置正是所求结果,未知。此时无法更加精确到从何处跑至94. 28 m)。

t为接棒队员起动跑至15.78 m处的时间,因“起动身位”实际跑15.78 m～1 m=14.78 m,通过表1前20 m分段计时成绩可近似求得t=1.95 s＋(3.22～1.95)s×4.78 m/10 m≈2.557 s(1.95s为起动跑前10 m耗时,(3.22～1.95)s×4.78 m/10 m为后4.78 m按比例测算的耗时,因10～20 m为加速跑,实际耗时要略大于按此比例计算的耗时)。同样,为精确起见,可以实测二棒队员起动跑14.78 m的时间。

文章采用估算的办法:

让距S=v×t～(15.78 m～1.5 m)

=8.07 m/s×2.557s～14.28 m

≈6.35 m

同样方法,可以先通过“图标比例测算法”确定二、三棒和三、四棒传接棒的最佳位置,再利用公式,采用变量估算或实测的方法,最终计算出三、四棒接棒队员起动标志线。

4 结论与建议

(1)“传接棒的最佳位置(地点)应在接力区后10 m之内”的说法,与较高水平运动队(传棒队员跑至接力区后段(末)仍能保持较高的速度、并且仍然等于或高于接棒队员起动加速至该段的速度)的情况是相符的,但并不适用所有的接力队,尤其是基层、一般水平的接力队。

(2)通过传棒队员最后30 m和接棒队员起跑30 m速度(距离)曲线图表,结合作图测量比例计算可简便的确定3次传、接棒的最佳位置。以“曲线一”和“曲线二”的交点对应于横轴的位置作为“基准点”。近似的,基准点往左0.5 m、往右1 m(略小)分别是传棒队员传棒的最佳位置和接棒队员接棒的最佳位置。

(3)传棒队员从起动标志线跑至传棒的最佳位置的平均速度(v)与接棒队员从起动到接棒的最佳位置所用的时间(t)是计算让距的另外两个重要变量。可以通过实测或估算的办法确定。根据公式,其中t对让距的计算结果影响最大,如在本例中t若相差0.1 s,让距的计算结果相差的距离就是80.7 cm。因此,最好实测并尽量准确。如“抓起跑”手计接棒队员从起动到接棒的最佳位置耗时,要考虑计时员的反应时。具体操作,接棒队员在预跑线前准备好、自行起动,计时员观察脚动开表,人到接棒的最佳位置(做出反应而后)停表,前后抵消计时员观察脚动开表和人到停表的反应时,这样测得的时间正好是接棒队员从起动位置跑到接棒的最佳位置的时间。另外,传棒队员最后阶段平均速度是通过传棒队员“传接棒全过程”跑距耗时计算而来,该计时也应尽量准确。

(4)传棒队员最后30 m和接棒队员前30 m的测试应在实际场地上进行。如弯道、直道和分道的内侧或外侧等。

(5)通过本文方法(图表比例测算法)先确定传接棒的最佳位置及根据其计算的“让距”只是理论上的数据,还需通过反复实践试验,不断调整适应实际需要,并且考虑各种因素造成的“正反”两面的影响。

(6)接棒队员的起动,本文讨论的是采用“预判”的方法,即接棒队员于传棒队员到达起动标志线的瞬间“同时”起动,而非“到达”后做出反应再起动。否则,让距还需加上接棒队员最后阶段的平均速度v×接棒队员的反应时(传棒队员到达起动标志线瞬间与接棒队员＜做出反应而后＞真正开始起动之间的时间间隔,有的称为“移动选择反应时”)。

[1]文超.田径运动高级教程[M].北京:人民体育出版社,1994.

[2]教学科研.如何有效提高4×100 m接力跑传接棒技术[EB/OL]. http://www.xzjdgz.com/jcb/show.asp?strID=854,2013-12-24.

[3]杨锋.中外优秀男子100 m运动员速度结构分析[J].运动,2011 (11)：24-25.

G822.7

:A

:2095-2813(2015)10(a)-0067-05

10.16655/j.cnki.2095-2813.2015.28.067