淺談跨欄步擺動腿動作的生物力學分析

程　宇　張定勇　于艷翔

摘要：本文依據跨欄步中擺動腿動作應遵循的生物力學原理，借鑒世界優秀跨欄運動員的擺動腿技術動作加以分析研究。在此基礎上，對擺動腿技術動作進行了描述和概括，提出了擺動腿在整個跨欄步中合理性、經濟性、實效性的動作規格。

關鍵詞：跨欄步；擺動腿；生物力學

一、 前言

跨欄步技術既表現了跨欄跑的項目特點，又是決定跨欄跑技術和成績優劣的關鍵環節。多年來，人們在實踐中逐步認識跨欄步的運動規律，獲取了一定的經驗，也發現了運動員在完成跨欄步中擺動腿技術動作存在一些問題。如整個跨欄步中擺動腿運動路線；膝關節折疊及打開時機；下欄著地支撐等問題，即在跨欄步中擺動腿技術不能體現合理性、經濟性、實效性。本文試圖針對上述問題，依據生物力學原理，借鑒世界優秀跨欄選手有關資料及本人多年教學與訓練研究，就跨欄步中擺動腿技術力學機制及正確技術予以闡述。

二、 分析與討論

良好的跨欄步技術應體現出起跨速度快，起跨時重心高，起跨角度適宜，人體重心空中運動軌跡“平直”且接近欄頂，空中滯留時間短，下欄快速、支撐平穩、水平速度損失小，能順利轉入欄間跑，擺動腿參與跨欄步動作的全過程。因此，其技術必須符合上述跨欄步技術規格的要求。

1. 起跨腿著地階段擺動腿技術

擺動腿蹬離地面后即應充分折疊并快速前擺，使擺動腿重心盡快靠近身體重心垂線，以減小因未折疊（或折疊不充分）將產生的較大重力，盡早結束起跨腿著地時的前蹬效應，而迅速轉入緩沖階段。同時擺動腿在這個階段充分折疊前擺，相對于髖關節額狀軸，大大縮短了擺動腿的轉動半徑。

在起跨腿緩沖階段的前段，擺動腿應快速積極前擺，而不應強調向上擺。前擺的效果，一方面使身體重心迅速前移，同時又牽引起跨腿向前移動（相對于起跨點）。特別有意義的是，使處在緩沖階段的起跨腿膝關節在緩沖中同步快速前移，使起跨腿小腿在緩沖階段就獲得與地面構成的較小夾角（小腿角）。這樣做的結果，能為起跨腿起跨蹬伸時取得較小的起跨角，進而獲得起跨后人體重心在空中的“平直”運動軌跡。另一方面，能獲得更大的起跨水平速度

2. 起跨腿蹬伸至起跨離地瞬間擺動腿技術

在此階段，擺動腿仍應始終折疊膝關節繼續加速向前上方擺動。其意義：（1）保持并繼續增大擺動腿向前上方擺動的角速度，增大髖關節打開的夾角，使身體重心大幅度前移，縮短身體騰空后飛行的距離。同時又使起跨時保持身體高重心位置，減小了身體重心的起伏波動差。（2）如果擺動腿直腿擺動攻欄，不僅擺動速度慢（擺動腿擺動力矩增大），而且還將形成一個使身體向上向后的轉動力矩，亦即造成“跳欄”。擺動腿折屈擺動有利于上體前傾攻欄；有利于攻欄時保持較小起跨角；有利于取得騰空后身體重心較“平直”的運動軌跡。（3）擺動腿折屈擺動，伸膝肌群被拉長，為起跨騰空后快速有力完成伸膝動作創造了有利條件，可快速及大角度打開膝關節。

3. 騰空階段擺動腿技術

當起跨腿蹬離地面，人體進入騰空階段瞬間，擺動腿大小腿應迅速打開（伸膝）同時完成伸踝動作。擺動腿小腿前擺打開的力量來自擺動腿折屈擺動時儲備的動量，即擺動腿大腿擺至稍高于欄后制動傳遞至小腿而獲得的。因此擺動腿大小腿的打開，不能理解為（或做成）主動前踢（或蹬）小腿動作。擺動腿折屈快速前上擺至一定高度后大腿積極制動——小腿因慣性伸膝伸踝擺出——隨即大腿主動快速下壓過欄，構成一個完整、協調的“鞭打”動作，并一氣呵成，將十分有利于擺動腿快速過欄和著地穩固支撐后續動作。

擺動腿大小腿充分打開應在欄板前完成，并立即做主動下壓過欄動作。在這個動作階段，應特別強調的是，擺動腿必須在欄前（未過欄）就要開始做下壓過欄動作，如果擺動腿小腿已過欄才下壓，時機已晚了，將造成欄上滯留時間長，過欄后著地點遠、著地角小、著地后明顯制動及身體重心大幅度下降等一系列弊端。有人擔心，欄前就下壓擺動腿，是否會過不了欄或撞欄，這種擔心是不必要的。因為適宜的起跨距離和起跨角，決定了人體騰空拋物線最高點在欄前（跨欄步欄前與欄后的距離比約為３:２），擺動腿在欄前開始做下壓動作時其踝與小腿均高于欄；同時，由于起跨后，人體己獲得較大的前移水平速度，擺動腿在欄前下壓實際上是一個向前向下的運動軌跡，在擺動腿下壓過程中，人體所獲得前移水平速度已使擺動腿在下壓的同時前移過欄了。

4. 擺動腿過欄著地支撐技術

正確的擺動腿過欄著地技術應是：過欄著地速度快，著地角大（與地面），著地點靠近身體重心投影點，支撐穩固，重心較高。

下欄動作實際是從身體重心拋物線達到最高點后，人體就開始自然下落，在無其他外力作用下，運動員積極下壓擺動腿雖然不能改變身體總重心運動速度和運動軌跡，但能調整身體各環節重心的相對位置，以使擺動腿盡早著地，獲得較大的著地角，使著地點靠近身體重心投影點，從而減小足著地時所產生的阻力（國外優秀運動員足著地時的制動阻力為30公斤，我國運動員為60公斤），減少著地前蹬時間，取得迅速轉入欄間跑第一步的有利姿勢。擺動腿加速著地支撐還有一個積極意義：人體在地面加速運動時，將獲得動力支撐反作用力，這個力的大小由人體重力（Ｐ）和慣性力（Ｆ）決定，表達式為Ｆ=Ｐ＋Ｆ=ｍｇ＋ｍａ。Ｐ值是固定的，Ｆ是身體某環節的質量乘以其加速度（a），增大動力支撐反作用力，就是要增加某環節的a值。擺動腿加速著地，將有效地增大對地面的作用力而獲得較大的動力支撐反作用力。因此要有強烈的擺動腿加速著地支撐意識和扒地式著地的技術動作，這將使擺動腿著地后有較好的穩定性、較大的蹬地力量和較快的蹬地速度。

三、 結論

（1）擺動腿蹬離地面后，即應充分折疊前擺，直至起跨腿蹬伸起跨都應保持膝關節折屈并依據運動員個體差異，在擺至合理位置時，制動擺動腿大腿。

（2）騰空后，擺動腿由折屈到打開要快，膝角盡量大，擺動腿由折屈到打開至快速下壓應是一個快速、連貫、準確、完整的“鞭打”動作，應強調擺動腿接近欄板時即開始做下壓過欄動作。

（3）擺動腿過欄著地應有強烈的加速完成的意識和扒地式著地技術，著地時保持伸髖，伸膝肌群的緊張度，直腿著地支撐。

參考文獻：

[1]袁慶成.人體運動分析[M].北京:人民體育出版社,1981.

[2]時學黃,等.運動生物力學譯文集[M].北京:清華大學出版社,1985.

（海軍蚌埠士官學校軍體教研室）