籃球、足球運動員原地縱跳時下肢力量的對比分析及力學參數的相關性研究

張健 閆霞 張紅 孔曉陽

摘要：為探索籃球和足球項目運動員下肢力量的特征差異，運用數理統計法、文獻資料法、實驗法等方法，使用Kistler測力臺，關節角度尺和節拍器等儀器，對50名籃球二級運動員和40名足球二級運動員進行統一動作要求的CMJ、CJb和CJs動作測試。分析結果：1）CMJ測試結果顯示，籃球運動員的縱跳高度高于足球運動員，其他參數未見顯著差異；籃球運動員的起跳高度與快肌纖維比和平均功率呈高度正相關，與預拉伸效果呈正相關，與瞬時力值相關度較低；而足球運動員的起跳高度與平均功率和快肌纖維比呈高度正相關，與瞬時力值和預拉伸效果相關度較低。2）CJs測試中，籃球和足球運動員的平均高度指標具有非常顯著差異，平均功率指標具有顯著差異，其余指標均未見顯著差異；籃球和足球運動員的平均高度均與平均功率呈高度相關，與腿部平衡指數呈正相關；平均功率與平均高度和腿部平衡指數呈高度相關；下肢剛度與平均接觸時間呈高度負相關。3）CJb測試中，籃球和足球運動員的各項指標均未見顯著差異；籃球運動員平均功率與平均高度和平均瞬時力值呈高度相關；平均瞬時力值和平均時間呈高度相關；高度疲勞指數和功率疲勞指數呈高度相關。足球運動員除高度疲勞指數和功率疲勞指數相關度較低外，其余與籃球運動員結果一致。

關鍵詞： 籃球；足球；原地縱跳；下肢力量；相關性

中圖分類號： G 804.6 文章編號：1009783X（2016）03027805 文獻標志碼： A

Abstract：The purpose of this study is to explore the characteristic difference of basketball and football players lower limb strength.Through using the method of mathematical statistics，literature review and experiment，the Kistler force platform，joint angle ruler and metronome，this paper makes unified action requirements of CMJ，CJb and CJs test for 50 secondclass basketball players and 40 football players.The research results show that 1） the CMJ test results show that the basketball players height of vertical jump higher than football players and other parameters no significant difference；basketball players jump height and fast twitch muscle fiber ratio and average power is highly positively correlated，and pre tension effect was positively related，force and instantaneous value low correlation；and football players jump height and average power and fast twitch muscle fiber ratio showed a highly positive correlation，force and instantaneous value and pre stretching effect correlation degree is low.2） CJs test，basketball and football players of average height index has very significant difference，the average power index has significant difference.Other indexes had no significant difference；the average height of basketball and football players are and average power were highly correlated，and leg balance index was positively.Average power （pavg） and maximum height and leg balance index was highly correlated；lower extremity stiffness and average contact time was highly negative correlation.3） CJb test，the indexes of basketball and football players had no significant difference；basketball player to average power and the average height and average instantaneous values were highly correlated；the average instantaneous value and the average time was highly correlated；highly fatigue index and power fatigue index was highly correlated.Football players，in addition to the height of the fatigue index and power index of fatigue low correlation，the results consistent with basketball player.

Keywords：basketball；football；standing vertical jump；lower limb strength；correlation

近幾年來，隨著籃球和足球運動的發展，比賽激烈程度大幅度提高，運動員的技戰術水平也隨之提高，同時，對運動員的身體素質和體能也提出了更高的要求[1]。其中，下肢力量是各項身體素質的基礎，也是跑、跳、投等各種動作的動力，發展運動員的下肢力量對于提高比賽成績有著本質的影響。有關研究結果表明，足球運動中，遠距離射門、長傳能力不僅與技術水平有關，而且與髖、膝關節肌肉的快速屈伸力量密切相關[2]。如果沒有力量的保證，運動員不可能高質量地完成技術動作。而在籃球運動中，下肢力量同樣非常重要，能夠影響技戰術水平的提升與項目專項能力，是運動員身體素質的重要組成部分[3]。

國內外經常采用Kistler三維測力平臺來測定運動員在進行跳躍時的下肢力量，用連續原地縱跳摸高的方法測試籃排球運動員的力量耐力，其主要目的是進一步分析和研究運動員下肢肌群的反應力量。鄭亦華研究發現，下肢肌肉力量對原地縱跳的起跳效果起著重要的作用[4]。現在的研究一致認為，無論哪一種縱跳形式，縱跳的高度都與下肢肌肉的絕對力量和暴發力量呈高度相關，下肢肌肉力量的大小直接決定縱跳可能達到的最大高度[5]。

目前，關于下肢力量的研究，大多集中在小樣本量或CMJ這一個動作模式中，對于大規模數據的量化研究和連續縱跳、直膝跳的研究較少。對CMJ的研究大多集中在不同項目運動員CMJ動作形式下的力學特征和對比分析，以及各種訓練和拉伸手段對跳躍能力的影響等方面[67]。本研究通過CMJ、CJb和CJs 3個動作的原地縱跳測試，對比分析籃球運動員和足球運動員下肢力量的動力學特征及參數的相關性，通過量化研究進行回歸分析，從而為籃球和足球運動員的下肢力量訓練提供必要的理論基礎和實驗依據。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究選擇首都體育學院運動訓練專業學生90人，其中：籃球專項男生41人，女生9人；足球專項男生29人，女生11人。運動級別均為二級，身體健康且無下肢陳舊性疾病。基本情況見表1。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法

檢索和閱讀短跑運動員下肢力量的相關文獻，收集整理并分析相關的研究成果。

1.2.2 實驗法

本研究使用的實驗儀器分別是瑞士產Kistler測力臺、關節角度尺和節拍器。受試者需按要求分別在測力臺上完成CMJ（counter movement jump）、CJb（continuous jump bent legs）和CJs（continuous jump stright legs）3個動作的測試，具體動作要求為：1）CMJ測試，受試者以雙手叉腰姿勢起始，兩腿開立與肩同寬，軀干正對前方，聽到開始口令后，保持軀干盡可能不動，完成快速連貫的下蹲起跳（蹲至90°），落地后自然緩沖直立；2）CJb測試，在CMJ測試的動作要求基礎上連續起跳，測試時間25 s，頻率用節拍器控制在1次/s；3）CJs測試，受試者以雙手垂于體側，直立姿勢起始，兩腿開立與肩同寬，軀干正對前方，聽到開始口令后，擺臂同時向上跳起，保持膝關節盡量不彎曲，僅利用腳尖發力，做直膝連續跳5～10次。

注意事項：測試前，受試者預先進行5～10 min的熱身活動和熟悉動作的練習。CMJ動作練習過程中用關節角度尺測量下蹲角度，保證每次起跳時膝角均為90°。至受試者嚴格規范測試動作后開始正式測試，進行2次正式起跳，選取其中最好一次進行分析；由于CJb測試結果中含疲勞因素的影響，因此，原則上要求受試者按要求一次完成測試：若第1次測試不符合要求，則至充分休息后再進行第2次測試；CJs動作進行2次試跳，取最好的一次進行分析。

1.3 統計學方法

所有實驗數據采用SPSS 22.0統計學軟件進行分析，實驗結果用“X±SD”表示。使用獨立樣本t檢驗、相關分析和多元回歸分析對2個項目運動員縱跳的動力學數據進行統計。檢驗水準為P<0.05，差異顯著；P<0.01，差異非常顯著。

2 研究結果

2.1 籃球和足球運動員CMJ測試結果

2.1.1 籃球和足球項目運動員CMJ各項參數的對比結果

起跳高度（hf）指標，籃球運動員和足球運動員相比，存在顯著差異；其余指標包括功率、瞬時力值、快肌纖維百分比和肌肉預拉伸效果，均未見顯著性差異，見表2。

2.1.2 CMJ測試結果中各參數的相關性結果

起跳高度與平均功率呈高度相關，相關系數為0.756，與預拉伸效果呈正相關；平均功率與最大高度、瞬時力值和快肌纖維百分比呈高度相關；快肌纖維百分比與起跳高度和平均功率呈高度相關，見表3。

起跳高度與平均功率和預拉伸效果呈高度相關，相關系數分別為0.863和0.912；平均功率與起跳高度和快肌纖維百分比呈高度相關；快肌纖維百分比與起跳高度和平均功率呈高度相關，見表4。

2.2 籃球和足球運動員CJs測試結果

2.2.1 籃球和足球項目運動員CJs各項參數的對比結果

籃球和足球運動員平均高度指標具有非常顯著的差異，平均功率指標具有顯著性差異，其他指標均未見顯著差異，見表5。

2.2.2 CJs測試結果中各參數的相關性結果

籃球項目運動員平均高度與平均功率呈高度相關，相關系數為0.852；平均功率與最大高度、腿部平衡指數呈高度相關；下肢剛度K值與平均時間呈高度負相關，相關系數為-0.727，見表6。

足球項目運動員平均高度與平均功率呈高度相關，相關系數為0.935；平均功率與平均高度呈高度相關，與腿部平衡指數呈正相關；下肢剛度K值與平均時間呈高度負相關，相關系數為-0.762，見表7。

2.3 籃球和足球運動員CJb測試結果

2.3.1 籃球和足球項目運動員CJb各項參數的對比結果

籃球和足球運動員所有指標比較，均未見顯著差異，見表8。

2.3.2 CJb測試結果中各參數的相關性結果

籃球項目運動員平均高度與平均功率呈高度相關，相關系數為0.791；平均功率與平均高度和平均瞬時力值呈高度相關；平均瞬時力值和平均時間呈高度相關；高度疲勞指數和功率疲勞指數呈高度相關，見表9。

足球項目運動員平均高度與平均功率呈高度相關，相關系數為0.865；平均功率與平均高度和平均瞬時力值呈高度相關；平均瞬時力值和平均時間呈高度相關，見表10。

2.4 力學參數的回歸分析

對一次縱跳CMJ測試進行回歸分析。以起跳高度為因變量做逐步回歸分析。快肌纖維百分比和預拉伸效果能顯著預測籃球運動員起跳高度，回歸方程為Y=20.362+0.649X1+0.202X2，其中Y表示起跳高度，X1代表快肌纖維比，X2代表預拉伸效果，R2=0.802（P<0.01）。僅快肌纖維比可以預測足球運動員起跳高度，回歸方程為Y=16.740+0.691X1，其中Y表示起跳高度，X1代表快肌纖維比，R2=0.832（P<0.01）。

3 分析與討論

3.1 籃球、足球運動員原地縱跳下肢力量力學參數的對比

CMJ測試結果顯示：籃球運動員的縱跳高度高于足球運動員，其他參數比較未見顯著差異。由于2個項目的運動員均需要在訓練中對下肢力量進行專業訓練，在瞬時力值、功率等指標上未見顯著差異。快肌纖維決定了爆發力和速度，能夠在短時間內產生較大能量。快肌纖維主要由無氧代謝提供短期能量，是造就短跑運動員驚人速度的關鍵成分，籃球和足球運動員都是既需要在場上連續長時間跑動，又需要有某個時間段極速奔跑的能力，因此，快肌纖維比指標也未見顯著差異。研究結果表明，單就下肢力量而言，籃球、足球項目沒有太大差別；但由于籃球項目常常要求運動員完成充分起跳爭搶籃板球，對抗中起跳完成上籃得分等垂直方向的起跳動作，因此，籃球運動員的彈跳能力高于足球運動員。

CJs測試結果顯示：籃球運動員的平均高度值遠大于足球運動員，二者具有非常顯著的差異，平均功率值具有顯著差異，其余指標均未見顯著差異。CJs測試要求膝關節盡量伸直或彎曲，能反映出踝關節跖屈的快速力量[89]，功率值是最大力量和離開臺面瞬時速度的乘積。在籃球比賽中，內線球員連續起跳點搶籃板球，對抗中連續起跳封蓋，鋒衛球員快速橫移防守突破球員等動作都需要踝關節跖屈的快速力量；而足球比賽中，踝關節跖屈的快速力量僅體現在快速跑動中射門和起跳頭球等動作中，訓練中較少涉及：因此，籃球運動員踝關節跖屈的快速力量和起跳能力好于足球運動員。另外，腿平衡指數是指腿功能結構的平衡，雖二者之間無顯著差異，但平均值均小于2，說明二者都存在著膝、踝及下肢神經肌肉功能弱于髖及大腿功能的現象，還需要進一步發展膝、踝及下肢肌肉的功能。“剛度”指物體在受載荷時抵抗變形的能力，從運動表現的角度來說，一定水平的剛度表現可以有效發揮肌肉的伸縮循環（stretchshortening cycle）功能，進而可以在落地緩沖的過程中有效釋放貯存在肌肉骨骼系統中的彈性勢能[10]。二者之間腿剛度的指數未見顯著差異，說明籃球運動員與足球運動員在肌肉伸—縮循環的功能方面沒有區別。

CJb測試結果顯示，籃球運動員和足球運動員的所有指標均未見顯著性差異。有研究表明，功疲勞指標是對連續起跳效果起決定作用的指標，且連續彈跳能力好的運動員功疲勞指標小于能力差的運動員，能夠表現出更強的肌肉耐力素質[11]。本研究結果顯示：雖然籃球運動員功疲勞指標平均數略小于足球運動員，但二者之間未見顯著性差異；因此，在肌肉耐力素質方面，籃球運動員與足球運動員沒有差別。

3.2 籃球、足球運動員原地縱跳各參數的相關性對比分析

CMJ測試中，在不同項目中，都存在力量越大，起跳高度不一定越高的情況。李巖的研究結果也表明，訓練中不能一味追求力量而忽視功率，否則不一定能達到預期目標[12]。CJs測試中，2組運動員的相關性結果基本一致。CJb測試中，足球運動員除高度疲勞指數和功率疲勞指數相關度較低外，其余與籃球運動員結果一致。

4 結論

1）籃球運動員與足球運動員的彈跳結構未見顯著差異，籃球運動員的踝關節跖屈的快速力量和彈跳能力好于足球運動員。

2）籃球運動員和足球運動員的腿平衡指數未見顯著差異，但平均值都小于2，說明二者都存在著膝、踝及下肢神經肌肉功能弱于髖及大腿功能的現象。

3）籃球運動員和足球運動員之間腿剛度和功疲勞指數均未見顯著差異。

4）CMJ測試中，籃球運動員的起跳高度與快肌纖維比和平均功率呈高度正相關，與預拉伸效果呈正相關，與瞬時力值相關度較低；而足球運動員的起跳高度與平均功率和快肌纖維比呈高度正相關，與瞬時力值和預拉伸效果相關度較低。

5）CJs測試中，籃球和足球運動員的平均高度均與平均功率呈高度相關，與腿平衡指數呈正相關；平均功率與最大高度和腿平衡指數呈高度相關；下肢剛度與平均接觸時間呈高度負相關。

6）CJb測試中，籃球運動員平均功率與平均高度和平均瞬時力值呈高度相關；平均瞬時力值和平均時間呈高度相關；高度疲勞指數和功率疲勞指數呈高度相關。足球運動員除高度疲勞指數和功率疲勞指數相關度較低外，其余與籃球運動員結果一致。

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