跳遠專項練習起跳時運動員膝角的分析

石永秀

（唐山師范學院 體育系，河北 唐山 063000）

隨著人們對跳遠項目特性的理解不斷地加深和提高，助跑對跳遠成績所起的決定性作用，已被人們廣泛的認識；但是，助跑速度利用率太高勢必給跳遠運動員起跳銜接以及起跳帶來很大障礙。而有效發展跳遠運動員的起跳能力和助跑與起跳的銜接能力是決定助跑速度利用率以及提高跳遠成績的一個關鍵因素。跳箱練習和半程跳遠練習對跳遠運動員助跑和起跳的銜接、起跳技術的形成與完善以及專項力量訓練都非常有意義。因此，跳箱練習和半程跳遠練習成為當前跳遠運動訓練的重要的練習方法。本文對跳箱練習和半程跳遠練習的起跳技術與跳遠起跳技術進行研究，希望為跳遠運動員的基礎訓練提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

武漢體育學院二級跳遠運動員4名為實驗對象。由于運動員較少，本研究采用每個拍攝內容試跳三次，各選其較為成功的兩次作為抽樣對象，共8個樣本。

1.2 研究方法

1.2.1 運動生物力學測試分析法

1.2.1.1 圖像拍攝與實驗控制

2008年9月24日在武漢體育學院西田徑場，拍攝跳遠運動員在田徑場西南側沙坑。用武漢體育學院生物力學教研室PULNIXTM-6710CL高速攝像系統，鏡頭的主光軸和起跳板在一條直線上進行正側面拍攝。攝像頭的拍攝頻率為120幅/秒，取景范圍為5 m，拍攝距離為20 m，機高1.1 m。比例尺為與Arial解析系統匹配的框架，框架中25個小球的坐標值為固定值。在進行各種跑道拍攝前先在該跑道上拍攝框架。

1.2.1.2 圖像解析

在武漢體育學院生物力學教研室利用美國 Arial解析系統對攝像頭所拍攝的圖片進行解析。對原始數據進行平滑，平滑系數為18。

1.2.2 數理統計法

利用SPSS統計軟件包17.0版本對所選運動學參數進行獨立樣本T檢驗。

2 結果與分析

2.1 起跳階段起跳腿膝角的運動學分析

膝關節是人體最復雜的一個關節，在許多運動項目中發揮著重要作用。著板瞬間在巨大的沖量作用下，起跳腿膝關節屈膝緩沖是必然的也是必要的，它使起跳腿伸肌群做退讓性收縮，提高了肌肉與肌健的彈性勢能，使肌肉的總收縮力增大。但要取得更好的起跳效果，膝關節不能過度屈曲[1]。

表1 起跳腿著地時刻膝角的比較

表2 起跳腿最小膝角的比較

從表1中可知，跳遠與半程跳遠的著板膝角差異性不顯著，而跳箱的著地膝角和跳遠的著板膝角差異性非常顯著（p＜0.001）和中程跳遠的著板膝角有顯著性差異（p＜0.05）。有學者把產生垂直速度的機制分為3個：機械的、生物力學的、肌肉力學的[2]。在緩沖階段，重心以支撐腳為軸向前轉動以產生垂直速度，這是個機械的機制：在蹬伸階段，垂直速度的產生來源于手臂、擺動腿、軀干的運動（生物力學機制），以及儲存的彈性能、肌肉向心收縮時釋放的肌肉化學能等能量的釋放（肌肉力學機制）。這3種機制不能截然分開，第一種機制將提供60%的垂直速度。跳遠的著地支撐點較遠，而跳箱著地的支撐點較近。因此，跳遠利用第一種機制獲得垂直速度，跳遠運動員較大的著板膝角（164.8°）可以獲得較大的垂直速度。

從拍攝的圖像中可以看出，跳箱之間的距離是一定的，由于受到跳箱的限制，跳箱運動員的最后一步助跑步長較小，大腿沒有充分前送，尤其是身材高大的運動員，身體幾乎沒有騰空，形成小的155.2°著地膝角。其次，跳箱運動員的助跑速度慢，著地膝角小，可以減小轉動半徑，使身體快速移過支撐的垂直面，減少水平速度的損失。

從理論上講，跳遠、中程跳遠和跳箱各自的助跑速度很大不同，它們的緩沖膝角應有較大的不同，而三者之間起跳腿最小膝角都沒有顯著性差異（P＞0.05），最大差值為3.1°。跳箱的助跑速度最小，緩沖角度應該最大，跳箱的緩沖最小膝角三者之中最小，為131.6°，這是因為跳箱的著地膝角小，起跳緩沖時膝關節的彎曲角度越小，可以在起跳過程中減少身體重心的下降，使起跳腿支撐力矩加大，提高著板時承受的壓力，有利于支撐用力，提高垂直速度。除此之外，還可以保證起跳中運動員獲得較快的前移速度，減少水平制動作用，使起跳盡可能快的完成。

表3 起跳腿離板膝角的比較

表4 膝角的變化幅度

從表3、4中可知，三者之間起跳膝角也沒有顯著性差異，大小腿幾乎成直線。從上表中可以看出，跳遠、中程跳遠、跳箱的緩沖幅度從大到小，蹬伸角度從小到大。緩沖最大角度為 32.3°，蹬伸角度最大變化為 44.2°。跳箱的運動員起跳腿緩沖膝角最小，一直保持小的轉動半徑，而跳箱運動員的離地角最大，為176.6°，蹬伸幅度最大，為44.2°。從膝關節的工作狀態看，膝關節發力最有效的角度為145°左右[3]，通過蹬伸來獲得垂直速度，盡量減少“可憐”的水平速度的損失。

2.2 擺動腿膝角的運動學分析

跳遠起跳過程中，擺動腿膝關節的角度對擺動效果有重要的影響，擺動腿離地前膝關節屈曲到合適的程度，一方面使身體重心適度降低，保證起跳時有一定的垂直做功距離，這是創造垂直速度的前提條件；另一方面，由助跑進入起跳前，擺動腿的支撐是助跑與起跳相互銜接的樞紐，跳遠技術的發展要求運動員保持較高的助跑速度積極加速上板，同時，應避免身體重心上下起伏過大，使助跑起跳銜接緊密，這在技術上表現為平穩積極加速上板踏跳的技術特征[4]。

表5 著板時刻擺動腿膝角的比較

從表5中可以看出，跳遠與中程跳遠著板時擺動腿膝角沒有顯著性差異，跳箱著地時擺動腿膝角與跳遠、中程跳遠著板時擺動腿膝角分別有顯著性差異（p＜0.05）和非常顯著性差異（p＜0.01）。這可能是因為跳箱的擺動腿角速度比較慢，擺動不如跳遠積極。

表6 擺動腿最小膝角的比較

跳遠和中程跳遠的擺動腿最小膝角差異不顯著，跳箱的擺動腿最小膝角比跳遠和中程跳遠的大 20°左右，都有非常顯著性差異（p＜0.01）。跳箱的擺動腿最小膝角大，說明擺動腿大、小腿折疊不好，擺動腿擺動半徑就大，擺動慣量也就大，不利于加快擺動速度；跳遠的擺動膝角小，說明擺動腿大、小腿折疊好，擺動腿擺動半徑相對就小，擺動慣量也就小，有利于擺動腿快速擺動[5]。

表7 離板時刻擺動腿膝角的比較

表8 擺動腿膝角的變化幅度

起跳瞬間跳遠、中程跳遠、跳箱的擺動腿膝角依次從小到大，跳遠和跳箱起跳瞬間的擺動腿膝角有顯著性差異，其它的沒有顯著性差異。

圖1 起跳過程中擺動腿膝角變化

從擺動腿膝角的圖1可以看出，跳遠的擺動腿膝角在整個起跳過程中始終最小，黑色曲線在圖的最下方，跳箱的膝角黃色曲線在最上面，中程助跑的曲線在兩者之間。

3 結論與建議

3.1 結論

（1）跳箱練習的著地膝瞬間起跳腳的膝角最小，著地支撐點距離身體重心最近，與跳遠、中程跳遠著地膝角都有非常顯著性差異。緩沖階段起跳腿的最小膝角也是跳箱的最小，因此，跳遠運動員再有障礙的情況下的起跳腿在用力方式和動作結構上有較大不同。

（2）跳箱練習時運動員的擺動腿膝角在起跳過程中始終是最大，說明擺動腿大小腿折疊不好，擺動慣量大，擺動速度慢，不利于垂直速度的獲得和起跳。

（3）跳遠和中程跳遠在起跳過程中從膝角上看沒有顯著性差異，說明兩者在動作結構和用力方式上是一致的。因此，中程跳遠練習有利于跳遠技術的形成和定型。

3.2 建議

（1）我們了解跳箱練習在訓練起跳過程中的不利因素，同時也應看到跳箱練習有利于肌肉的向心收縮、蹬伸階段垂直速度的獲得以及蹬伸非常充分等有利因素。在訓練過程中應因勢利導，充分利用其積極的一面。

（2）跳箱練習應根據運動員的身高以及起跳特點來進行訓練。運動員的身高很大程度上決定運動員的步長、跳箱之間的距離相等，但是運動員之間的步長不相等，因此表面上看一樣的訓練，其實運動員會有不一樣的訓練效果。

[1] 許彤.跳遠踏跳的運動生物力學研究綜述[J].北京體育大學學報,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.我國男子跳遠運動員起跳時空特征的研究[J].中國體育科技,1998(10):65-68.

[4] 石永秀.對我國六城會青年男子跳遠運動員起跳的分析[J].唐山師范學院學報,2010,32(5):94-96.

[5] 吳永宏等.對我國優秀運動員在起跳過程中擺動腿的運動學對身體重心運動狀況的影響的研究[J].中國體育科技,2000,15(3):34-36-12.