我國男子１１０ｍ欄運動員劉翔跨欄步技術的運動學分析

摘要：通過錄像解析法，對我國男子110 m欄優秀運動員劉翔在第10屆全運會田徑110m欄決賽中的跨欄步技術進行運動學分析。結果表明：劉翔的攻欄意識強，上欄速度快，加速幅度大，起跨后蹬角度小，有效地控制了過欄的騰起角，身體重心上下振幅小。起跨腿膝角大，緩沖幅度小，兩腿夾角大，屈膝高抬能力強，大小腿折疊緊，擺動腿的前擺速度快，騰空過欄時間短。過欄后擺動腿積極下壓，近下欄，快提拉，過欄與欄間跑技術銜接比較自然、緊湊，形成一種“跑欄”技術。

關鍵詞：劉翔；110 m欄；跨欄步；運動學

中圖分類號：G 822.6 文章編號：1009-783X(2008)05-0120-03 文獻標志碼：A

作者簡介：劉曉芳(1978～)，女，山西原平人。在讀碩士研究生，研究方向為田徑教學訓練理論與方法；劉生杰(1964～)，男，山西河津人，副教授，碩士研究生導師，在讀博士，研究方向為田徑教學訓練理論與方法。

2006年7月12日，中國飛人劉翔繼勇奪雅典奧運會冠軍之后再度在2006年瑞士洛桑田徑超級大獎賽男子110 m欄的比賽中，以12.88 s打破了沉睡13年之久的世界紀錄。近幾年來，他在一系列的比賽中，都取得了優異的成績和突破性的進展，是我國男子田徑競賽項目中唯一可以列入世界先進水平的行列。那么，劉翔的跨欄步技術究竟有何特點?這些特點又有何運動學意義?本文就此問題對劉翔的跨欄步技術所表現的運動學指標進行分析研究，旨在了解現代跨欄步技術特點，為進一步提高我國跨欄運動的整體水平提供一定的參考價值。

1 研究對象

劉翔，身高1.89 m，體重78kg。

2 研究方法

2.1 文獻資料調查法

查閱跨欄技術的相關文獻資料，熟知世界優秀跨欄運動員的技術參數與特點，為進一步科學地分析運動技術做好充分的準備。

2.2 影片拍攝法

將一臺SONY-120X攝影機放置于110 m跨欄助跑道側，主光軸正對劉翔的第5欄架，攝影距離為20 m，機高為1.2 m，采用定點掃描拍攝法，拍攝速度50格/s，對我國第10屆全國運動會田徑比賽男子110 m欄決賽進行現場拍攝。

2.3 圖像解析法

對所采集的錄像用國產愛捷解析系統，進行逐格解析，并用數字濾波對原始數據進行平滑處理，計算有關運動學指標，最后得到本研究所需的原始數據。

3 討論與分析

跨欄步是指從起跨腿的腳接觸到起跨點到擺動腿過欄著地時的一大步。它是由起跨攻欄、騰空過欄和下欄著地3個階段所構成的。

3.1 起跨攻欄動作技術分析

起跨攻欄是指起跨腿的腳接觸起跨點到后蹬結束離地瞬間的整個支撐時段。任務是保持較高水平速度，為迅速過欄創造更大的騰起初速度和適宜的騰起角。

3.1.1 速度

起跨攻欄技術的正確與否決定著過欄速度和加速跑的效果，攻欄速度在很大程度上依靠起跨攻欄的動作。攻欄時身體重心的水平速度與攻欄階段的速度增加率可反映運動員的起跨攻欄質量。劉翔身體重心的水平速度是8.895 m/s，世界優秀男子110 m欄運動員的重心水平速度是8.876m/s，二者相差不多，都比較快，有利于起跨攻欄，但是，在攻欄階段劉翔的水平速度增加到9.547 m/s，增加值為0.688m/s，增加了7.7％，世界優秀運動員的增加率為4.8％，說明劉翔在起跨攻欄時攻欄意識強，上欄快，加速幅度大，較大幅度地提高了水平速度。

劉翔在著地瞬間，起跨腿的膝關節的擺動速度為6.86 m/s，世界優秀運動員的擺動速度是6.356 m/s，說明劉翔的起跨腿著地速度快，著地更積極、主動，有利于身體重心快速前移，增大著地角，減小地面的沖擊力。劉翔擺動腿的膝關節的擺動速度是10.187 m/s，說明他的擺動腿起跨攻欄的擺動速度比較快，攻欄更加積極、主動?？焖贁[動有利于提高身體重心的高度，加速身體重心遠離支撐點，減少過欄時重心波動差，獲得較好的蹬伸效果。

3.1.2 角度

起跨角是衡量運動員后蹬能力，是快速攻欄效果的重要指標。劉翔的起跨角為67.32°，優秀運動員的起跨角一般是65°～70°。起跨角的大小，直接影響著過欄的水平速度與騰起角。起跨角小，有利于加大水平速度，降低垂直速度，控制身體重心的騰起高度和構成最佳的身體重心騰起角，劉翔的騰起角為12.583°，從而能平穩跨越過欄，減小身體重心的上下振幅，有利于身體重心的積極前移，快速攻欄，發揮水平速度，使過欄更趨于“跑欄”。

劉翔的著地角為65.08°，著地角大，說明起跨腿下壓快，身體重心在地面的投影距著地點的水平距離相對較小，可以減小對地面的沖擊力，有利于起跨攻欄。現代跨欄技術是，起跨離地時身體重心積極前移，起跨結束時身體重心投影點距支點距離相當于本人身高的27％(約50 cm)，劉翔身高1.89 m，應為0.513 m，而劉翔的下欄支撐點距離是0.532m，說明劉翔的使身體重心還應該更加接近欄。

起跨腿膝角的大小是評價起跨蹬伸動作效果的重要指標。劉翔的前支撐階段的膝關節角度為147.838°。起跨腿膝角大，緩沖幅度小，說明劉翔起跨攻欄時身體重心比較穩定而且攻欄速度提高較大。

現代跨欄技術要求，攻欄時高擺擺動大腿，加大兩腿夾角，大小腿充分折疊。兩腿夾角增大，一方面使兩腿屈、伸肌群收縮前得到預先拉長，為騰空后快速剪絞動作提供有利條件，另一方面，可帶髖積極前移，加大蹬地力量。劉翔的兩腿夾角為138.452°，世界優秀運動員起跨攻欄結束時兩腿夾角可達121。左右。說明劉翔攻欄腿積極前擺，加大兩腿的夾角，以提高起跨時的水平速度。起跨時擺動腿水平移動速度是9.188 m/s，說明劉翔的屈膝高抬能力強，大小腿折疊緊，縮短了前擺的半徑，減小了轉動慣量，加快了擺動腿的前擺速度，從而縮短起跨支撐時間。劉翔的支撐時間是0.102 1 s，世界優秀運動員的一般為0.11～0.13 s。同時，在折疊過程中，后腿肌群有了短暫的放松休息，有利于下欄時的高重心支撐和扒地動作的完成，為快速跨越欄架提供了保障。

劉翔的起跨距離為2.362m，優秀運動員的起跨距離是2.1～2.2 m，比一般優秀運動員大20 cm左右，說明他的攻欄意識強，也符合現代跨欄技術“遠起跨”的特點。

3.2 騰空過欄動作技術分析

騰空過欄是指從起跨結束身體轉入騰空起，到擺動腿過欄后著地的這段空間。任務是保持身體平衡，快速完成剪交動作，獲得過欄后的繼續快跑的有利姿勢。

高擺、屈膝攻欄是現代男子110 m跨欄跑的一個顯著的特點，為了有效地維護過欄時的身體平衡，防止身體重心的垂直振蕩而影響過欄的水平速度，運動員在上欄的動作應盡量降低身體重心，使身體前傾，起跨時采用向欄上撲去，盡量減小身體的騰起角，縮短過欄的騰空時間。劉翔的騰空過欄時間為0.280 s，達到了世界先進水平(0.30 s)。跨欄步騰空時間是反映運動員過欄技術優劣的重要標志。同時，劉翔的軀干前傾角為44.531°，說明他在攻欄時上體充分前傾，加大軀干前傾，可以改變髖關角在空中的方向，有利于完成起跨提拉。同時加大軀干前傾角度，可以改變軀干環節與身體重心的關系，是軀干產生向前下方的旋轉，這樣就克服了引起跨時擺動腿大幅度向前上擺而產生的向后方向的旋轉，為擺動腿的快速下壓動作提供條件，加大兩腿在欄前的分腿角度，是快速剪絞過欄的預先條件。劉翔的兩大腿夾角為138.452°。劉翔的擺動腿幾乎與水平面平行，而他的騰起角為12.583°又比較小，說明他的大腿充分高抬，以保證重心起伏小，縮短起跨過欄的運動軌跡，防止身體重心產生過大的垂直振蕩而影響過欄時的水平速度。擺動腿的膝角為172.453°，說明他擺動腿并沒有完全伸直.這為下欄時減小以髖關節為軸轉動半徑，減小了轉動慣量，從而加快了下欄的速度，縮短了騰空過欄的時間；因此，劉翔在起跨騰空過欄過程中，做出大幅度的前移身體，向欄上撲去的過欄動作，減小身體重心上下振蕩，縮短騰空過欄的時間，完成快速過欄動作，形成強有力的“攻欄姿勢”。

3.3 下欄著地動作技術分析

下欄著地是指身體重心達到騰空最高點開始，到擺動腿著地支撐這一過程的動作。其任務是盡量減少水平速度的損失，使身體平衡，快速離欄轉入欄間跑?！跋聶谥仉A段技術的重要性是因為它對提高成績有最大的儲備能力”(阿諾德，1995)，此階段盡可能縮短支撐的時間和加大的著地角度，獲得適宜的蹬地角，為欄間跑進創造有利的條件。

劉翔的擺動腿著地瞬間的著地角為77.562°，擺動腿蹬離地面瞬間的蹬地角為62.359°，優秀運動員的擺動腿著地角為78°左右，蹬離時蹬地角約為60°左右，與世界優秀運動員的基本一致。著地角的大小直接影響著欄間跑的節奏。著地角大，就減少了對地面的沖擊力，能集中注意力于下欄后的欄間跑動動作中，有“跨”向“跑”轉變的能力，并能最大限度地發揮水平速度。同時，劉翔的身體重心與著地點連線和水平面的夾角為79.68°，著地點距欄架距離為1.358 s，這說明劉翔在下欄支撐著地時，上體基本保持正直，擺動腿積極下壓，用前腳掌后扒著地，減小了阻力作用，使重心投影點靠近支撐點，以有利于身體迅速地轉入后蹬階段，提高水平速度和加快欄間的跑動節奏，此時起跨腿提拉到身體正前方，大腿積極高抬，加快下欄時人體移動速度。過欄后能否與欄間順利銜接是衡量過欄技術好壞的一個重要指標，而劉翔的下欄技術正是近下欄，快提拉，過欄與欄間跑技術銜接比較自然、緊湊，形成一種“跑欄”技術。

劉翔起跨腿著地瞬間和垂直支撐時的膝角分別為177.1°和173.4°。說明劉翔在擺動腿下欄著地緩沖時應盡量伸直膝關節，以踝關節的緩沖為主，以保持高重心的身體姿勢，有利于減少水平制動與重心的上下起伏，加快與欄間跑的自然銜接，這也符合現代跨欄技術的要求。

同時，劉翔下欄時身體重心的高度是1.231 m，身高為1.89 m，相當于其身高的62.2％，這與其擺動腿直腿著地支撐有關，保持了高的身體重心，減少了身體重心的起伏。下欄質量與下欄時身體重心高度有直接的關系。從生物力學的角度看，身體重心在垂直方向上的升降幅度小的跨欄跑是一種有效的跨欄跑，因此，跨欄運動員在下欄時必須保持較高的身體重心。

劉翔的擺動腿前后支撐時間分別是0.018 s和0.075 s；以致擺動腿的總支撐時間短，相對水平速度損失減少，為快速下欄后轉入欄間跑快創造了良好的條件。

4 結論

1)劉翔的起跨攻欄意識強，上欄速度快，支撐時間短，后蹬迅速有力，能有效地控制起跨角，身體重心騰起角小，減小后蹬角度，提高過欄的加速度，而且速度增加幅度較明顯。

2)劉翔在騰空過欄階段，身體重心垂直振幅小，擺動腿積極下壓，身體重心迅速前移，減小騰空過欄時間，并且擺動腿異側臂屈肘向前積極擺出，肘關節達到肩的高度，另一臂屈肘擺至體側，整個身體集中向前用力，平衡舒展，起跨結束時能夠形成有力的“攻欄姿勢”。

3)劉翔下欄著地時，擺動腿直腿下欄著地、直腿支撐，支撐時間短，著地角大，下欄支撐點較近，起跨腿積極提拉，過欄與欄間跑技術銜接比較自然、緊湊，形成“跑欄”技術。

綜上所述，劉翔在整個跨欄步中，不論是擺動腿的折、抬、擺、壓、緩，還是起跨腿的收、提、拉、放都表現得非常出色。他的動作輕快，富有彈性，過欄意識強，能將注意力集中到下欄后欄間節奏中，由“跨”轉向“跑”的能力強，并能最大限度地發揮水平速度。