排球運動員急停起跳動作中跖趾關節的生物力學分析

張海斌??

摘 要：以20名女排隊員急停起跳動作中的跖趾關節為研究對象，通過三維測力臺、高速攝像機和肌電儀多機同步測試來收集運動員急停起跳中跖趾關節的運動學、動力學以及肌電數據。結果表明：1）排球運動員在急停起跳動作中，跖趾關節角度變化幅度在50°～60°之間時，運動員的起跳高度較高。建議排球運動員將急停起跳動作中的跖趾關節進行專項化訓練，并采用50°～60°的跖趾關節角度變化幅度；2）排球運動員在急停起跳動作初采用足尖著地能夠取得較好的起跳高度。建議排球運動員在訓練及比賽中進行急停起跳動作初采用足尖著地；3）訓練中，應利用跖趾關節力量訓練器進行針對性訓練，提高趾長伸肌、第三腓骨肌、拇長伸肌的力量值，提高跖趾關節的活化程度，進而提高運動員的起跳高度。

關鍵詞：排球；急停起跳；跖趾關節；生物力學

中圖分類號：G842 文獻標識碼：A 文章編號：1006-2076（2014）05-0071-05

Abstract：This research regarded metatarsophalangeal joint in Movement of Scram and Jumping as object of study for the volleyball players.This study collect the data of kinematics， dynamics and myoelectricity in Movement of Scram and Jumping by using the three dimensional measuring force platform， high-speed camera and electromyography. The results show that 1） When the angle of metatarsophalangeal joint change between 50°～60° in movement of scram and jumping， volleyball players can obtain a higher altitude. This article suggested that volleyball players will proceed the special training of metatarsophalangeal joint in Movement of Scram and Jumping，and adopt the rangeability between 50°～60°. 2） Volleyball players can obtain a higher altitude by using the way of toe drop at the beginning of movement of scram and jumping. This article suggested that volleyball players will use the way of toe drop at the beginning of movement of scram and jumping. 3） Volleyball players should use the strength training equipment of metatarsophalangeal joint in training， and improve the strength of extensor digitorum longus， musculus fibularis tertius and musculus extensor hallucis longus， and increase the activatory degree of metatarsophalangeal joint and the jumping altitude.

Key words： volleyball； scram and jumping； metatarsophalangeal joint； biomechanical analysis[HK][HT]

在激烈的排球比賽中，急停起跳動作是運動員比賽過程中出色完成扣球、攔網、跳發球、跳傳球等技術所必不可少的關鍵階段，也是運動員獲得較好起跳高度的關鍵實施環節。然而在排球運動員的訓練現狀中，并沒有將急停起跳做為一項重要的動作進行專項化訓練。

在急停起跳動作中，人體的髖、膝、踝三大關節在下肢的運動中發揮了重要的、不可取代的作用，這三大關節往往也是被研究者們所青睞的。然而，被大多數研究者所忽略的是跖趾關節在急停起跳中的重要作用。在急停起跳的足屈曲運動中，跖趾關節是運動發生的最終環節。跖趾關節通過足部的踝關節跖屈肌和足趾屈肌，利用遠端固定進行收縮，進而完成伸運動[1]。跖趾關節在足運動中是十分重要的，而且對急停起跳的蹬離階段產生重要影響。

在我國部分競技體育項目中，許多教練員和運動員都已認識到了跖趾關節的重要作用，并且在訓練中有意識地訓練跖趾關節的屈伸范圍和趾屈肌力量，希望借此來加強跖趾關節以及周圍關節的力量輸出。跖趾關節在運動領域已被重新審視，并且已有許多研究成果促進其發展。然而在排球競技運動中，有關跖趾關節的研究少之又少。并且跖趾關節的專項化訓練在目前的排球訓練中已被忽視。

本研究從運動學、動力學以及肌電上詳細分析排球運動員急停起跳動作中跖趾關節的生物力學特征，為排球運動員及教練員提供實證依據，以便更好地進行專項化訓練，為運動員在比賽中能夠取得理想的比賽成績而提供參考。

山東體育學院學報第30卷第5期2014年10月

張海斌 排球運動員急停起跳動作中跖趾關節的生物力學分析

No.5 2014

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

采用排球室內場地的4號位作為測試區域，所有實驗被試在其正常例行訓練時間內完成四號位扣球，以急停起跳動作中的跖趾關節為研究對象。被試者為某大學排球專業隊一級水平女子運動員，年齡為20～24歲，身高為180～193 cm，體重為70～87 kg，從事專業運動年限為3～7年，助跑摸高為3.11～3.34 m，負重深蹲為80～120 kg， BMI為22.63±1.81kg/m2。在測試之前，對所有被試者均進行了較為嚴格的體格檢測，確定被試者均無下肢以及足部病史，均無足部損傷，且雙足結構及機能均正常。受試者2周之內無大強度比賽，以及測試當天的體能狀態良好。

1.2 研究方法

1.2.1 動力學測試

在排球室內場地的4號位區域放置四臺瑞士產Kistler 9281型號三維測力臺，測力臺的具體場地安裝區域如圖1所示。在正式開始測試前，將設備連接好并進行調試。將測力臺的測試頻率設置為1 000 Hz，被試者站在左側邊線且距中線6 m處開始起跑，跑動方向與左側邊線成30°夾角。經過加速跑后，雙腳落入三維測力臺時進行急停起跳并完成扣球動作，每名被試者順利并高質量地完成6次。為了更加準確的測量跖趾關節角度，整個過程中被試均裸足完成測試。

1.2.2 運動學測試

選用3臺松下 AG-HMC83MCU高速攝像機，一套三維DLT框架，調整好框架的水平面和垂直面。將一臺攝像機放在排球場中線的左方向延長線上，鏡頭中心線與中線的夾角為40°，面向4號位。第二臺攝像機位于5號位的左后方，鏡頭中心線與場地左邊線的夾角為30°。第三臺攝像機位于場地右邊線，距離右邊線與中線交匯處40 cm處。攝像機高度為135 cm，拍攝頻率60幀/s。正式測試之前，每名被試者裸足試扣球3次以便適應測試環境。試扣結束后進入正式測量階段，3臺攝像機記錄下被試者的運動全過程，被試助跑后在測力臺上急停跳起并完成扣球動作，被試者均獨立完成6次，然后運用APAS運動錄象解析系統進行數字化處理。

1.2.3 表面肌電測試

使用ME6000表面肌電測試儀采集被試者的肌電數據。在正式測試前，做好肌電儀的連接和調試工作，并且測試前按照測試要求為被試者粘貼電極片，固定好電極片并且不影響被試者活動。所測肌肉為左側和右側下肢的腓腸肌、比目魚肌、脛骨前肌、拇長伸肌、趾長伸肌、第三腓骨肌。對測試過程中所測肌肉的肌電數據進行記錄并分析。

2 研究結果與分析

2.1 排球運動員急停起跳動作跖趾關節的運動學特征

2.1.1 測試過程的界定

在測試中被試者所完成的完整過程包括助跑、急停起跳、騰空扣球和落地緩沖4個階段。鑒于本研究的目的，重點分析的測試階段為被試者裸足助跑結束后踏入測力臺，雙腳制動、蹬伸后起跳，直至雙腳離地。

2.1.2 急停起跳動作跖趾關節角度的分析

本測試所重點測量的起止階段為被試者踏入測力臺瞬間至雙腳完全離開測力臺瞬間，對這個連貫過程中跖趾關節角度進行測量、分析。需要說明的是，為了跖趾關節角度的連貫性，本研究未將被試的急停、緩沖、蹬伸、離地進行單獨的測量分析。

測試過程中，20名被試按照測試要求，助跑結束后雙腳踏入測力臺完成扣球。所有被試均獨立、連貫地重復6次。從中選取助跑、急停起跳和扣球環節完成質量較好的動作，記錄數據并進行連貫分析。由于右手扣球運動員在起跳過程中身體右側的運動起主導作用[2]。并且為了更加準確地分析跖趾關節的角度特征，在所收集的數據中重點分析被試右足跖趾關節的測試數據。對所有被試測試過程中右足跖趾關節角度的變化以運動員序號進行統計（見圖2～圖5）。

通過對測試所得數據以及運動員跖趾關節角度變化圖的分析可以得出，運動員跖趾關節角度四個變化圖中的直線轉折點均代表運動員急停起跳動作蹬伸階段的開始。圖2中的第二和第四運動員、圖3中的第六和第七運動員、圖4中的第十四和第十五運動員、圖5中的第十七運動員在踏入三維測力臺的瞬間，其跖趾關節角度均較高，在170°～180°之間，而其余運動員在踏入三維測力臺的瞬間，跖趾關節角度在150°～170°之間。圖2中的第四和第五運動員、圖3中的第六、第七和第八運動員、圖4中的第十四和第十五運動員、圖5中的第十六、第十七和第十八運動員的跖趾關節角度平穩期較長，表明這10名運動員的跖趾關節在急停起跳動作的緩沖階段耗時較長，其中圖5第十七運動員的平穩期在被試中最長，其緩沖階段耗時也最長。圖2中的第五運動員、圖3中的第六和第十運動員、圖4中的第十一、第十二、第十四及第十五運動員、圖5中的第十六、第十七以及第十九號運動員在圖中呈現出轉折點后的直線斜率較大，表明他們在蹬伸階段的跖趾關節用時較少，跖趾關節角度變化較為迅速，同時這10名運動員高質量的完成了測試動作，表明他們的跖趾關節穩定性較強。

通過對20名被試的運動學分析得出，所有被試在急停起跳動作中，同時刻的跖趾關節角度均不相同，且變化幅度在50°～60°的起跳高度顯著高于其他幅度的運動員。在實驗中發現，同一被試在進行多次重復測試中，每一次的跖趾關節角度變化幅度均不相同，且變化幅度在50°～60°時，其起跳高度顯著高于同一受試者在其他變化幅度時的起跳高度。由此可以得出，運動員在急停起跳階段，跖趾關節角度變化幅度在50°～60°之間時，運動員的起跳高度較高。通過本實驗的測試結果建議排球運動員訓練時將急停起跳動作中的跖趾關節進行專項化訓練，且訓練時采用50°～60°的跖趾關節角度變化幅度。

2.2 排球運動員急停起跳動作跖趾關節的動力學分析

跖趾關節作為人體運動時不容被忽視的足部重要關節，對排球運動員急停起跳動作產生著重要的影響，跖趾關節的動力學特征是分析排球運動員急停起跳動作的重要方面。并且對運動員足底壓力的研究，可以揭示人體運動過程中足的動力學特征[3]。排球運動員在急停起跳動作中跖趾關節角度是在不斷變換的，且不同的著地方式、不同的跖趾關節角度都會影響排球運動員急停起跳時的足部壓力，影響足部的生物力學特性，進而影響排球運動員急停起跳時的運動效果。本實驗中運動員完成急停起跳動作后全部采用右利手扣球。由于右手扣球運動員在起跳過程中身體右側的運動起主導作用[2]。因此，重點分析被試的右側足部跖趾關節的動力學特征。本研究采用SPSS18.0統計軟件包對三維測力臺所收集數據進行處理，并且以平均數±方差的形式列出，通過對比分析實驗被試采取不同著地方式時測試各指標的變化得出下表。[FL）]

通過對測試所得數據以及運動員跖趾關節動力學參數的相關分析得出，排球運動員在急停起跳動作中跖趾關節角度與足底壓力具有高度相關性。隨著運動員急停起跳動作的進行，跖趾關節角度的變化幅度越大，同時刻的足底壓力變化幅度也越大。實驗中20名被試急停起跳前采用足跟著地和足尖著地兩種著地方式，研究中發現，采用足尖著地的運動員在踏入三維測力臺的瞬間，其足底壓力與體質量的比值要小于足跟著地的運動員，此時的地面反作用力也小于足跟著地的運動員，避免運動員落地時足部由于受到較大的反作用力而受傷。通過對實驗數據以及運動員跖趾關節動力學參數的相關分析得出，運動員采用足尖著地時，其跖趾關節角度的變化幅度要大于采用足跟著地的運動員，且其起跳高度均大于采用足跟著地的運動員。

排球運動員在急停起跳動作中，著地方式不同會影響運動員的足底壓力、跖趾關節角度以及壓力與體質量的比值，進而影響運動員的起跳高度。在實驗中發現排球運動員在急停起跳前采用足尖著地時能夠取得較理想的起跳高度。因此，建議排球運動員在訓練中，應將急停起跳動作做為訓練的專項內容，并且要重點觀察運動員急停起跳動作的著地方式。建議排球運動員訓練及比賽中采用足尖著地，更加合理、高效地完成急停起跳動作，進而提高運動員的起跳高度和比賽成績。

2.3 排球運動員急停起跳動作跖趾關節的肌電特征

歐美的一些高水平教練員在訓練中對運動員采取了新的訓練方式，即裸足訓練。裸足訓練的同時也對運動員的跖趾關節進行了訓練。對跖趾關節的訓練能夠加強腓腸肌、比目魚肌、趾長伸肌的力量[4]。肌肉收縮也必然伴隨著肌電活動的變化，肌肉收縮能力越強，肌力越大，肌肉放電能力也將增大，通過肌電來觀察和分析肌力變化是可行的[5]。本實驗結合跖趾關節的生理解剖特點與運動特點，選擇了腓腸肌、比目魚肌、脛骨前肌、踇長伸肌、趾長伸肌以及第三腓骨肌進行肌電測試，采用SPSS18.0統計軟件包對實驗所收集的肌電測試數據進行統計整理后得出表2和表3。

急停起跳階段從動作形式上分為緩沖階段和蹬伸階段，分析跖趾關節的肌電特征也應從這兩個階段來進行。在急停起跳的緩沖階段，足尖著地運動員的跖趾關節角度逐漸變大，在此過程中，腓腸肌和比目魚肌進行離心式收縮，肌肉被拉長，肌肉的彈性勢能得到提升。脛骨前肌、踇長伸肌、趾長伸肌以及第三腓骨肌主動收縮，使足尖著地運動員的跖趾關節角度進一步變大，成為緩沖階段的主動肌。

通過運動員急停起跳緩沖階段的跖趾關節肌電值參數可以得出，在急停起跳的緩沖階段，跖趾關節相關肌肉的肌電值大小順序為脛骨前肌、腓腸肌、比目魚肌、趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌。其中趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌做為跖趾關節的生理解剖重點肌肉，對跖趾關節的活動范圍起著很重要的作用。然而通過測試得知，在急停起跳動作跖趾關節的活動中，這些肌肉力量的弱小限制了跖趾關節的運動效果。因此，在排球運動員訓練中，應利用相關的跖趾關節力量訓練器進行針對性的訓練，提高趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌的力量值，提高跖趾關節的活化程度，進而提高運動員的起跳高度。

運動員蹬伸階段跖趾關節的肌電值見下表。

在急停起跳動作的蹬伸階段，運動員的跖趾關節角度逐漸變小，在此過程中腓腸肌和比目魚肌進行向心式收縮，肌肉長度變短，肌肉的彈性勢能得到釋放，變為動量促進運動員向上運動。脛骨前肌、踇長伸肌、趾長伸肌以及第三腓骨肌被拉長，由此帶動足部向上運動。實驗發現蹬伸階段各肌肉的肌電數值顯著高于緩沖階段，這與蹬伸階段的肌肉主動發力有關。而且在蹬伸階段，跖趾關節相關肌肉的肌電數值呈上升趨勢。

實驗中發現急停起跳階段每名被試的趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌肌電數值的變化幅度各不相同。同一被試在多次重復測試中，蹬伸階段的趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌肌電數值越高，與緩沖階段相比的變化幅度越大，起跳高度也越高。由此更加表明趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌對運動員的急停起跳動作具有重要作用。因此，在排球運動員訓練中，應利用相關的跖趾關節力量訓練器進行針對性的訓練，提高趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌的力量值，提高跖趾關節的活化程度，進而提高運動員的起跳高度。

3 結論

3.1 排球運動員在急停起跳階段，跖趾關節角度不斷發生變化，且變化幅度在50°～60°之間時，運動員的起跳高度較高。建議排球運動員訓練時將急停起跳階段的跖趾關節進行專項化訓練，且訓練時采用50°～60°的跖趾關節角度變化幅度。

3.2 排球運動員在急停起跳動作初采用足尖著地能夠取得較好的起跳高度。訓練中應將運動員急停起跳動作的跖趾關節訓練做為專項內容付諸實施，并且要重點觀察運動員急停起跳動作的著地方式。建議排球運動員在訓練及比賽中進行急停起跳動作初采用足尖著地，更加合理、高效地完成急停起跳動作，進而提高運動員的起跳高度和比賽成績。

3.3 在急停起跳動作的蹬伸階段，同一被試的趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌肌電數值越高，與緩沖階段相比的變化幅度越大，起跳高度也越高。并且在整個急停起跳階段，這些肌肉力量的弱小限制了跖趾關節的運動效果。因此，在排球運動員訓練中，應利用相關的跖趾關節力量訓練器進行針對性的訓練，提高趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌的力量值，提高跖趾關節的活化程度，進而提高運動員的起跳高度。

參考文獻：

[1]常穎.淺談跖趾關節的運動作用[J].阜陽師范學院學報：自然科學版，1995，25（3）：75-76.

[2]李世明.沙灘排球上步踏跳階段的時相特征[J].北京體育大學學報，2004，27（9）：1264-1265.

[3] 李建設，王立平.足底壓力測量技術在生物力學研究中的應用與進展[J].北京體育大學學報，2005，28（2）：191-193.

[4] Pinnington H C，Dawson B.Running economy of elite surf iron men and male runners，on soft dry beach sand and grass[J].Eur J Appl Phys，2001，86（1）：62-70.

[5] 華立君.排球運動員扣球起跳動作及其專項力量的綜合研究[D].上海：上海體育學院運動科學學院，2007.

通過對測試所得數據以及運動員跖趾關節動力學參數的相關分析得出，排球運動員在急停起跳動作中跖趾關節角度與足底壓力具有高度相關性。隨著運動員急停起跳動作的進行，跖趾關節角度的變化幅度越大，同時刻的足底壓力變化幅度也越大。實驗中20名被試急停起跳前采用足跟著地和足尖著地兩種著地方式，研究中發現，采用足尖著地的運動員在踏入三維測力臺的瞬間，其足底壓力與體質量的比值要小于足跟著地的運動員，此時的地面反作用力也小于足跟著地的運動員，避免運動員落地時足部由于受到較大的反作用力而受傷。通過對實驗數據以及運動員跖趾關節動力學參數的相關分析得出，運動員采用足尖著地時，其跖趾關節角度的變化幅度要大于采用足跟著地的運動員，且其起跳高度均大于采用足跟著地的運動員。

排球運動員在急停起跳動作中，著地方式不同會影響運動員的足底壓力、跖趾關節角度以及壓力與體質量的比值，進而影響運動員的起跳高度。在實驗中發現排球運動員在急停起跳前采用足尖著地時能夠取得較理想的起跳高度。因此，建議排球運動員在訓練中，應將急停起跳動作做為訓練的專項內容，并且要重點觀察運動員急停起跳動作的著地方式。建議排球運動員訓練及比賽中采用足尖著地，更加合理、高效地完成急停起跳動作，進而提高運動員的起跳高度和比賽成績。

2.3 排球運動員急停起跳動作跖趾關節的肌電特征

歐美的一些高水平教練員在訓練中對運動員采取了新的訓練方式，即裸足訓練。裸足訓練的同時也對運動員的跖趾關節進行了訓練。對跖趾關節的訓練能夠加強腓腸肌、比目魚肌、趾長伸肌的力量[4]。肌肉收縮也必然伴隨著肌電活動的變化，肌肉收縮能力越強，肌力越大，肌肉放電能力也將增大，通過肌電來觀察和分析肌力變化是可行的[5]。本實驗結合跖趾關節的生理解剖特點與運動特點，選擇了腓腸肌、比目魚肌、脛骨前肌、踇長伸肌、趾長伸肌以及第三腓骨肌進行肌電測試，采用SPSS18.0統計軟件包對實驗所收集的肌電測試數據進行統計整理后得出表2和表3。

急停起跳階段從動作形式上分為緩沖階段和蹬伸階段，分析跖趾關節的肌電特征也應從這兩個階段來進行。在急停起跳的緩沖階段，足尖著地運動員的跖趾關節角度逐漸變大，在此過程中，腓腸肌和比目魚肌進行離心式收縮，肌肉被拉長，肌肉的彈性勢能得到提升。脛骨前肌、踇長伸肌、趾長伸肌以及第三腓骨肌主動收縮，使足尖著地運動員的跖趾關節角度進一步變大，成為緩沖階段的主動肌。

通過運動員急停起跳緩沖階段的跖趾關節肌電值參數可以得出，在急停起跳的緩沖階段，跖趾關節相關肌肉的肌電值大小順序為脛骨前肌、腓腸肌、比目魚肌、趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌。其中趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌做為跖趾關節的生理解剖重點肌肉，對跖趾關節的活動范圍起著很重要的作用。然而通過測試得知，在急停起跳動作跖趾關節的活動中，這些肌肉力量的弱小限制了跖趾關節的運動效果。因此，在排球運動員訓練中，應利用相關的跖趾關節力量訓練器進行針對性的訓練，提高趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌的力量值，提高跖趾關節的活化程度，進而提高運動員的起跳高度。

運動員蹬伸階段跖趾關節的肌電值見下表。

在急停起跳動作的蹬伸階段，運動員的跖趾關節角度逐漸變小，在此過程中腓腸肌和比目魚肌進行向心式收縮，肌肉長度變短，肌肉的彈性勢能得到釋放，變為動量促進運動員向上運動。脛骨前肌、踇長伸肌、趾長伸肌以及第三腓骨肌被拉長，由此帶動足部向上運動。實驗發現蹬伸階段各肌肉的肌電數值顯著高于緩沖階段，這與蹬伸階段的肌肉主動發力有關。而且在蹬伸階段，跖趾關節相關肌肉的肌電數值呈上升趨勢。

實驗中發現急停起跳階段每名被試的趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌肌電數值的變化幅度各不相同。同一被試在多次重復測試中，蹬伸階段的趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌肌電數值越高，與緩沖階段相比的變化幅度越大，起跳高度也越高。由此更加表明趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌對運動員的急停起跳動作具有重要作用。因此，在排球運動員訓練中，應利用相關的跖趾關節力量訓練器進行針對性的訓練，提高趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌的力量值，提高跖趾關節的活化程度，進而提高運動員的起跳高度。

3 結論

3.1 排球運動員在急停起跳階段，跖趾關節角度不斷發生變化，且變化幅度在50°～60°之間時，運動員的起跳高度較高。建議排球運動員訓練時將急停起跳階段的跖趾關節進行專項化訓練，且訓練時采用50°～60°的跖趾關節角度變化幅度。

3.2 排球運動員在急停起跳動作初采用足尖著地能夠取得較好的起跳高度。訓練中應將運動員急停起跳動作的跖趾關節訓練做為專項內容付諸實施，并且要重點觀察運動員急停起跳動作的著地方式。建議排球運動員在訓練及比賽中進行急停起跳動作初采用足尖著地，更加合理、高效地完成急停起跳動作，進而提高運動員的起跳高度和比賽成績。

3.3 在急停起跳動作的蹬伸階段，同一被試的趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌肌電數值越高，與緩沖階段相比的變化幅度越大，起跳高度也越高。并且在整個急停起跳階段，這些肌肉力量的弱小限制了跖趾關節的運動效果。因此，在排球運動員訓練中，應利用相關的跖趾關節力量訓練器進行針對性的訓練，提高趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌的力量值，提高跖趾關節的活化程度，進而提高運動員的起跳高度。

參考文獻：

[1]常穎.淺談跖趾關節的運動作用[J].阜陽師范學院學報：自然科學版，1995，25（3）：75-76.

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[3] 李建設，王立平.足底壓力測量技術在生物力學研究中的應用與進展[J].北京體育大學學報，2005，28（2）：191-193.

[4] Pinnington H C，Dawson B.Running economy of elite surf iron men and male runners，on soft dry beach sand and grass[J].Eur J Appl Phys，2001，86（1）：62-70.

[5] 華立君.排球運動員扣球起跳動作及其專項力量的綜合研究[D].上海：上海體育學院運動科學學院，2007.

通過對測試所得數據以及運動員跖趾關節動力學參數的相關分析得出，排球運動員在急停起跳動作中跖趾關節角度與足底壓力具有高度相關性。隨著運動員急停起跳動作的進行，跖趾關節角度的變化幅度越大，同時刻的足底壓力變化幅度也越大。實驗中20名被試急停起跳前采用足跟著地和足尖著地兩種著地方式，研究中發現，采用足尖著地的運動員在踏入三維測力臺的瞬間，其足底壓力與體質量的比值要小于足跟著地的運動員，此時的地面反作用力也小于足跟著地的運動員，避免運動員落地時足部由于受到較大的反作用力而受傷。通過對實驗數據以及運動員跖趾關節動力學參數的相關分析得出，運動員采用足尖著地時，其跖趾關節角度的變化幅度要大于采用足跟著地的運動員，且其起跳高度均大于采用足跟著地的運動員。

排球運動員在急停起跳動作中，著地方式不同會影響運動員的足底壓力、跖趾關節角度以及壓力與體質量的比值，進而影響運動員的起跳高度。在實驗中發現排球運動員在急停起跳前采用足尖著地時能夠取得較理想的起跳高度。因此，建議排球運動員在訓練中，應將急停起跳動作做為訓練的專項內容，并且要重點觀察運動員急停起跳動作的著地方式。建議排球運動員訓練及比賽中采用足尖著地，更加合理、高效地完成急停起跳動作，進而提高運動員的起跳高度和比賽成績。

2.3 排球運動員急停起跳動作跖趾關節的肌電特征

歐美的一些高水平教練員在訓練中對運動員采取了新的訓練方式，即裸足訓練。裸足訓練的同時也對運動員的跖趾關節進行了訓練。對跖趾關節的訓練能夠加強腓腸肌、比目魚肌、趾長伸肌的力量[4]。肌肉收縮也必然伴隨著肌電活動的變化，肌肉收縮能力越強，肌力越大，肌肉放電能力也將增大，通過肌電來觀察和分析肌力變化是可行的[5]。本實驗結合跖趾關節的生理解剖特點與運動特點，選擇了腓腸肌、比目魚肌、脛骨前肌、踇長伸肌、趾長伸肌以及第三腓骨肌進行肌電測試，采用SPSS18.0統計軟件包對實驗所收集的肌電測試數據進行統計整理后得出表2和表3。

急停起跳階段從動作形式上分為緩沖階段和蹬伸階段，分析跖趾關節的肌電特征也應從這兩個階段來進行。在急停起跳的緩沖階段，足尖著地運動員的跖趾關節角度逐漸變大，在此過程中，腓腸肌和比目魚肌進行離心式收縮，肌肉被拉長，肌肉的彈性勢能得到提升。脛骨前肌、踇長伸肌、趾長伸肌以及第三腓骨肌主動收縮，使足尖著地運動員的跖趾關節角度進一步變大，成為緩沖階段的主動肌。

通過運動員急停起跳緩沖階段的跖趾關節肌電值參數可以得出，在急停起跳的緩沖階段，跖趾關節相關肌肉的肌電值大小順序為脛骨前肌、腓腸肌、比目魚肌、趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌。其中趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌做為跖趾關節的生理解剖重點肌肉，對跖趾關節的活動范圍起著很重要的作用。然而通過測試得知，在急停起跳動作跖趾關節的活動中，這些肌肉力量的弱小限制了跖趾關節的運動效果。因此，在排球運動員訓練中，應利用相關的跖趾關節力量訓練器進行針對性的訓練，提高趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌的力量值，提高跖趾關節的活化程度，進而提高運動員的起跳高度。

運動員蹬伸階段跖趾關節的肌電值見下表。

在急停起跳動作的蹬伸階段，運動員的跖趾關節角度逐漸變小，在此過程中腓腸肌和比目魚肌進行向心式收縮，肌肉長度變短，肌肉的彈性勢能得到釋放，變為動量促進運動員向上運動。脛骨前肌、踇長伸肌、趾長伸肌以及第三腓骨肌被拉長，由此帶動足部向上運動。實驗發現蹬伸階段各肌肉的肌電數值顯著高于緩沖階段，這與蹬伸階段的肌肉主動發力有關。而且在蹬伸階段，跖趾關節相關肌肉的肌電數值呈上升趨勢。

實驗中發現急停起跳階段每名被試的趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌肌電數值的變化幅度各不相同。同一被試在多次重復測試中，蹬伸階段的趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌肌電數值越高，與緩沖階段相比的變化幅度越大，起跳高度也越高。由此更加表明趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌對運動員的急停起跳動作具有重要作用。因此，在排球運動員訓練中，應利用相關的跖趾關節力量訓練器進行針對性的訓練，提高趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌的力量值，提高跖趾關節的活化程度，進而提高運動員的起跳高度。

3 結論

3.1 排球運動員在急停起跳階段，跖趾關節角度不斷發生變化，且變化幅度在50°～60°之間時，運動員的起跳高度較高。建議排球運動員訓練時將急停起跳階段的跖趾關節進行專項化訓練，且訓練時采用50°～60°的跖趾關節角度變化幅度。

3.2 排球運動員在急停起跳動作初采用足尖著地能夠取得較好的起跳高度。訓練中應將運動員急停起跳動作的跖趾關節訓練做為專項內容付諸實施，并且要重點觀察運動員急停起跳動作的著地方式。建議排球運動員在訓練及比賽中進行急停起跳動作初采用足尖著地，更加合理、高效地完成急停起跳動作，進而提高運動員的起跳高度和比賽成績。

3.3 在急停起跳動作的蹬伸階段，同一被試的趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌肌電數值越高，與緩沖階段相比的變化幅度越大，起跳高度也越高。并且在整個急停起跳階段，這些肌肉力量的弱小限制了跖趾關節的運動效果。因此，在排球運動員訓練中，應利用相關的跖趾關節力量訓練器進行針對性的訓練，提高趾長伸肌、第三腓骨肌、踇長伸肌的力量值，提高跖趾關節的活化程度，進而提高運動員的起跳高度。

參考文獻：

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[5] 華立君.排球運動員扣球起跳動作及其專項力量的綜合研究[D].上海：上海體育學院運動科學學院，2007.